휘어지는 태양전지, 신문처럼 찍어낸다
GIST 이광희 교수팀, 유기 태양전지 대량생산 길 열어


GIST 이광희 교수팀의 이번 연구결과는 학술지 '어드밴스드 머터리얼스'의 15일자 표지논문으로 선정됐다. - 어드밴스드 머터리얼스 제공

쉽게 구부러지는 태양전지를 신문처럼 대량 인쇄할 수 있는 기술이 개발됐다.

   광주과학기술원(GIST) 이광희 신소재공학부 교수팀은 유기 태양전지의 제작 기판 단위면적당 제작 효율을 20~30% 이상 늘려 대량 생산할 수 있는 기술을 개발, 소재 분야 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스지’ 15일자 표지논문으로 게재했다고 밝혔다.

   실리콘이나 화합물 반도체를 주원료인 유기 태양전지는 무기 태양전지와 달리 휘어질 수 있고 제조 공정이 비교적 간단해 차세대 태양전지로 주목받고 있다.

  하지만 유기 태양전지는 대량 생산이 어려운 게 단점이었다. 기판 위의 작은 태양전지들을 직렬로 배열해야 하는데, 미세한 유기 태양전지들을 마이크로미터 간격으로 배열하고 이를 직렬로 연결하는 공정이 까다로웠기 때문이다. 직렬 연결을 위한 기판 면적을 확보하다 보면 태양전지의 유효 면적을 늘리기 어려워 제작 효율이 떨어질 수밖에 없었다.  

   연구팀은 은 나노입자를 첨가해 만든 좁은 면적의 유기 태양전지 연결부위에 전기장을 가해 금속 필라멘트 나노전극을 만들어 직렬 배열을 효율적으로 할 수 있도록 만들었다. 작은 유기 태양전지들을 직접 전극으로 연결할 수 있는 새로운 방식을 고안한 것이다.

   실제 이 같은 태양전지 제작기술을 적용한 결과 제작 기판의 단위 면적당 태양전지의 유효면적이 20~30% 늘어났다. 같은 넓이의 기판을 사용할 경우 더많은 태양전지를 제작할 수 있어 대량 생산이 가능해지는 셈이다.

   이 교수는 “기존 제작 방식에서 탈피한 새로운 방법을 고안한 것으로 유효면적이 극대화되는 만큼 인쇄형 유기 태양전지의 상용화를 앞당길 수 있을 것”이라 말했다.