▲     © 운영자 포스텍(포항공과대)은 신소재공학과 박사과정 권현아씨와 김종규 교수, 함주영, 이종람 교수 연구팀이 유기태양전지의 전극을 3D 나선형 구조로 만들어 빛의 흡수량과 효율을 크게 향상할 수 있는 결과를 이끌어 냈다고 13일 밝혔다.
이 연구결과는 재료과학분야 권위지 ‘어드밴스드에너지머터리얼스(Advanced Energy Materials)’ 13일자 표지논문을 통해 발표됐다.
유기태양전지는 통상 아주 얇은 박막을 이용해 제작하기 때문에 빛을 효율적으로 흡수하지 못한다.
하지만 연구팀은 전극을 3D 나선형 구조로 만들 경우 태양전지로 들어오는 태양광이 밖으로 반사돼 소실되는 것을 막을 수 있을 뿐만 아니라 들어오는 태양광을 분산시켜 흡수되는 빛의 양을 극대화할 수 있다는 사실을 밝혀냈다.
또 이 구조를 만드는 방법인 ‘경사각증착법’은 나노 물질을 기판에 증착(蒸着)시키는 공정에서 기판을 기울이거나 회전시키기만 하면 되는 방법으로 다양한 물질이나 기판에도 응용이 가능하고 나노구조의 모양 역시 다양하게 만들 수 있다는 장점이 있다.
응용 가능한 물질이 광범위하다는 장점은 유기태양전지 뿐만 아니라 물 속에서 수소와 산소를 분리해내는 물분해셀과 유리창에 염료를 칠하는 것만으로도 태양광을 이용한 발전이 가능하다는 것으로 알려진 염료감응형 태양전지 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.
이번 연구는 한국연구재단이 추진하는 Global Research Network 사업과 중점연구소사업의 지원으로 수행됐다.