한국과학기술연구원(KIST)은 손해정 광전하이브리드연구센터 책임연구원팀이 흐린 날씨처럼 빛이 약한 환경에서 발전 효율이 기존 태양전지보다 30% 높은 유기태양전지를 개발했다.

유기태양전지는 탄소 기반의 재료를 사용해 만들며, 광흡수층의 소재 조성을 다양하게 바꿀 수 있다.

24일 KIST 연구진은 기존 유기태양전지용 고분자(PBDBT-2F) 소재에 염소와 황 성분을 도입해 새 고분자 소재(PBDBT-TSCl)를 개발했다고 전했다.

▲ 고감도 고분자를 응용한 유연 유기태양전지 모듈.

특히 이 소재를 광흡수층으로 쓴 태양전지 모듈을 제작했다.

이 전지는 맑은 날 태양 빛이 최고조인 상태(1Sun)의 10분의 1 수준인 약한 빛 아래에서 13.23%의 발전 효율을 보였다.

이는 기존 유기태양전지보다 효율이 30% 이상 향상된 수준이다. 실내에서 흔히 쓰는 형광등을 쪼였을 때는 효율이 21.53%로 기존 전지보다 38% 높았다.

손 연구원은 "이 기술은 미세먼지 등으로 흐린 저조도 환경에서도 효과적으로 발전할 수 있는 유기태양전지용 소재의 핵심기술 개발에 기여했다"고 평가했다.

KIST는 "저조도 환경에 최적화된 태양전지는 상시 전력 공급이 필요한 스마트팜이나 사물 인터넷(IoT) 센서 등에 적용할 수 있을 것"이라고 내다봤다.

연구 결과는 미국화학회(ACS) 학술지 'ACS 에너지 레터스'(ACS Energy Letters·온라인 10월 16일 자)에 실렸다.

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