부산대 진성호 연구팀, 내구성 기존 배터리의 2배

(부산) 이종민 기자 = 국내 연구진이 태양전지의 내구성과 에너지 효율을 높일 수 있는 새로운 홀 전도체 개발에 성공했다.

부산대는 화학교육과 진성호 교수 연구팀이 기존 배터리보다 내구성이 2배 가량 우수한 태양전지 홀 전도체를 개발했다고 11일 밝혔다.

홀 전도체란 페로브스카이트(사면체, 팔면체 등 입방체의 결정구조를 가지는 물질로 구성 원자에 따라 부도체·반도체·초전도 현상까지 보이는 금속 산화물)와 유기 태양전지 등에서 (+)전하를 운반하는 물질이다.

진 교수 연구팀은 이를 극복하기 위한 방법으로 기존 홀 전도체 대신, 새로 개발한 홀 전도체를 태양전지에 도입해 내구성을 높이고 생산단가를 낮췄다.

연구팀은 물과 쉽게 결합하지 않는 트라이페닐아민 유도체(화합물 일부를 변화시켜 만든 물질)를 합성하는 방식으로 기존 홀 전도체보다 수분과 산소에 훨씬 강하며 안정된 홀 전도체를 개발했다.

기존의 홀 전도체는 대략 500시간 후 초기 효율의 60%가 감소한 반면, 새로 합성된 홀 전도체는 30% 감소한 것으로 나타나 내구성이 두배 가량 뛰어난 것으로 나타났다.

특히 이번에 개발한 새로운 홀 전도체는 생산단가가 기존의 홀 전도체의 20% 수준에 그치는 것으로 나타났다.

이 같은 연구결과는 재료분야의 세계적인 권위지인 어드밴스트 머티리얼즈(Advanced Materials)지 온라인 판 8일자에 내부 표지논문(논문명 : Highly Efficient Organic Hole Transporting Materials for Perovskite and Organic Solar Cells with Long-Term Stability)으로 게재됐다.

진 교수 연구팀은 미래창조과학부와 한국연구재단이 지원하는 중견연구자지원사업으로 차세대 태양전지 연구를 해왔다.

이번 연구에는 진 교수를 비롯해 송명관 박사(교신저자, 부산대 재료연구소), 김동호 박사(공저자, " ), 김창수 박사(공저자, " ), 이진용 교수(공저자, 성균관대), 문종훈 박사(공저자, " ), 임상혁 교수(공저자, 경희대), 허진혁 연구원(공저자, " ) 등이 함께 했다.

진 교수는 "이번에 개발한 새로운 홀 전도체는 비교적 저렴하면서도 공정이 간단해 차세대 태양전지와 유기 디스플레이, 발광 다이오드 등 다양한 전자기기의 성능과 수명 향상에 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.

ljm703@yna.co.kr