| 난카이대학, 유기태양전지 전환율 신기록 확보 | ||
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 최근, 난카이(南開)대학 교수 천융성(陳永勝) 연구팀은 고효율, 광대역 스펙트럼 흡수 특성을 보유한 적층 유기태양전지 재료 및 소자를 개발하여 유기태양전지 전환율을 17.3%에 도달시켜 유기/고분자 태양전지 광전변환효율 세계기록을 갱신하였다. 본 연구성과는 세계 최고 학술지 "Science"에 게재되었다. 유기태양전지는 환경오염, 에너지 위기를 해결하는 효과적 경로이다. 또한 경량성, 유연성, 반투명성, 친환경 등 면에서 기존의 태양전지에 비해 훨씬 우수하기에 주요 산업 전망을 보유한 차세대 친환경에너지 기술로 인정받았다. 태양에너지의 고효율적 전기에너지 전환은 유기태양전지 연구의 핵심이자 유기태양전지의 산업화 구현을 결정하는 직접적 요인이다. 최근 몇 년간, 유기태양전지의 전환율은 14%~15%에 달하였지만 무기재료(예를 들면 규소) 기반 태양전지에 배해 전환율이 훨씬 낮다. 그 주요 원인은 유기고분자재료 자체의 비교적 낮은 전하운반체 이동률이 활성층 두께를 제한하기에 태양광을 충분하고 효과적으로 이용할 수 없다. 적층형 태양전지는 상술한 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라 구조 및 성질 면에서 고분자재료의 양호한 조절 가능한 특성을 충분히 발휘할 수 있기에 적층전지 내에서 활성재료의 상호보완적 광흡수를 통하여 효과적으로 태양광을 이용할 수 있다. 아울러 높은 에너지 전환 효율을 구현할 수 있다. 연구팀은 반경험적 모델을 이용하여 이론적으로 유기태양전지가 도달할 수 있는 최대 효율 및 이상적 활성층 재료 파라미터 요구를 예측하였다. 이를 기반으로 적합한 활성층 재료를 선택하여 원가를 낮출 뿐만 아니라 산업화 생산과 겸용할 수 있는 용액 가공 방법을 이용하여 고효율 유기 태양에너지 기저층 소자를 제작함과 아울러 17.3%의 전환율을 구현하였다. 향후 개선을 통하여 유기태양전지의 전환율을 무기재료 기반 태양전지 전환율에 도달시켜 유기태양전지의 산업화에 기술 지원을 제공할 예정이다. 유기태양전지의 수명에 대한 일차적 테스트 결과, 166일간의 실험과정에서 효율은 4% 감소하였다. 향후 에너지 전환 효율을 한층 더 향상시킴과 아울러 유기태양전지 수명에 대하여 체계적인 실험을 수행하여 유기태양전지의 산업화 응용을 추진할 예정이다. 정보출처 : http://www.stdaily.com/index/kejixinwen/2018-08/13/content_699335.shtml |
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