포스텍·울산과학기술원, 유기 태양전지 효율 예측 새 기준 제시

[포항=뉴시스]안병철 기자 = 포스텍과 울산과학기술원 공동연구팀이 4일 유기 태양전지의 최대 효율을 예측하는 새로운 이론을 정립하고 이를 바탕으로 광전 변환 효율 20% 이상의 고효율 소재를 개발했다.

1961년 제안된 쇼클리-퀘이서(SQ) 한계 이론 이후 65년 만에 유기 태양전지 설계의 새로운 기준을 제시한 성과다.

기존 SQ 한계 이론은 무기반도체를 기반으로 해 유기반도체의 실제 광흡수 특성과 에너지 손실을 충분히 반영하지 못했다.

연구팀은 이러한 한계를 보완해 실제 특성을 반영한 최대 효율 예측 이론을 개발하고 이를 적용해 전자수용체 구조를 최적화함으로써 에너지 손실을 줄였다.

그 결과 연구팀은 광전 변환 효율 20% 이상의 유기 태양전지를 구현했으며 태양광 기반 수소 생산 시스템에서도 안정적인 성능을 확인했다.

연구 결과는 화학 분야 국제학술지에 게재됐으며 차세대 태양에너지 변환 소재 개발의 새로운 설계 기준이 될 것으로 기대된다.     

포스텍 조용준 교수는 "새로운 예측 이론을 실제 소재 개발과 성능 향상으로 연결했다는 점에서 큰 의미가 있다"며 "유기 태양전지를 비롯한 차세대 태양에너지 변환 소재 설계를 위한 기준이 될 것이다"고 말했다.


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