국내 연구진이 플라즈마를 이용한 새로운 나노입자 합성기술로 유기태양전지의 에너지 전환 효율을 높이는데 성공했다.
국가핵융합연구소(소장 유석재)는 홍용철 플라즈마기술연구센터 박사팀이 고두현 경희대 응용화학과 교수팀과 함께 수중 플라즈마 전자수송용 나노입자 합성기술로 유기태양전지의 광에너지전환 효율을 기존 대비 50% 이상 높였다고 22일 밝혔다.
유기태양전지는 양극과 음극 사이의 빛에너지를 전기로 전환, 활용하는 전지다. 효율을 높이기 위해 음극과 활성층 사이에 이산화티탄 전자수송층을 넣는다.
연구팀은 플라즈마로 합성한 수소이산화티탄 나노입자를 전자수송층으로 활용했다.
수소이산화티탄은 기존 이산화티탄보다 전기전도도가 뛰어나다. 전하 수송 및 추출 능력도 높다. 밴드갭(전류를 막는 에너지 장벽)이 낮아 자외선 조사 없이도 전자이동이 가능하다. 성능 및 수명 저하 문제도 막을 수 있다.
연구팀은 수소이산화탄소 나노입자가 유기태양전지 양산화에도 도움을 준다고 설명했다. 플라즈마를 이용한 합성법은 기존 수소 열처리 방식, 화학적 기상 증착법과 달리 고가의 장비가 필요 없다. 화학물질 없이도 5분 안에 입자를 생산할 수 있다. 기존 방식은 합성에 5시간 이상의 시간이 소요됐다.
유석재 소장은 “플라즈마를 이용해 적은 비용으로 고효율 유기태양전지를 만드는 기술을 개발했다”면서 “새로운 시장창출, 수출효과를 기대할 수 있을 것”이라고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
