포항공대 연구팀, 차세대 태양전지 개발

연구 이미지. /포항공과대학교 제공

포항공과대학교는 박태호 화학공학과 교수 연구팀이 늘어날수록 전력 생산이 증가하는 태양전지를 개발했다고 28일 밝혔다.

 

‘신축성 유기 태양전지(IS-OPV)’는 고무줄처럼 구부리거나 늘려도 잘 작동하는 태양전지로 늘어날수록 햇빛을 받을 수 있는 면적이 늘어나 전기 생산량이 증가한다는 점에서 차세대 웨어러블 기기 핵심 전력원으로 떠오르고 있다. 다만 이 전지는 여러 겹의 얇은 층으로 이루어져 있어 조금만 늘어나도 층들이 갈라지거나 분리돼 성능이 급격히 떨어지는 한계가 있다.

연구팀은 해당 문제에 주목해 전도성 고분자와 이온 젤을 혼합해 부드럽고 신축성 있는 전자 수송층을 개발했다. 이 층은 젤리처럼 유연하면서도 전기를 잘 전달하며 운동화의 쿠션처럼 태양전지가 늘어날 때 발생하는 충격을 흡수해 내부 구조를 안전하게 지켜준다.

실험 결과 기존의 딱딱한 전자 수송층을 사용한 태양전지는 늘어날 때 전력이 33%나 줄었지만, 새로 개발한 전자 수송층을 적용한 전지는 20%까지 늘어나도 전력 변환 효율을 그대로 유지했다.

특히 전지 출력 전력이 0.28mW에서 0.35mW로 약 23% 증가해 ‘늘어날수록 더 잘 작동하는 태양전지‘가 실제로 구현된 것이라고 연구팀은 설명했다.

박태호 교수는 “이번 기술은 태양전지가 가진 ‘넓힐수록 전력을 더 낼 수 있는’ 장점을 실제로 구현한 중요한 진전”이라며 “배터리 충전 걱정을 줄여주고, 몸의 움직임에 따라 전기를 생산하는 피부 센서나 스마트 의류 같은 미래 기술이 현실에 한 걸음 더 가까워질 것으로 기대된다”고 말했다.

/단정민기자 [e-mail]