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[IT뉴스]GIST, 고투과·고효율 ‘반투명 태양전지’ 개발

온카뱅크관리자

2025-09-23 13:07:29

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">- 투명도 37.5%, 발전 효율 10.7% 동시 달성<br>- 창문·건물 외장재·차량 유리 등 실용화 가능</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="XPR19Mxp5H">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="ddb2dbf33e5907a0a1a4e3cef50fb70ae9ca5019bdc590f2e9df0d3750dabaae" dmcf-pid="ZQet2RMUYG" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="강홍규(왼쪽부터) GIST 차세대에너지연구소 책임연구원, 이광희 신소재공학과  교수, 오주희 석박통합과정생, 김주현 박사.[GIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/23/ned/20250923125849319vnjd.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="HC6Gz841HX" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/23/ned/20250923125849319vnjd.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            강홍규(왼쪽부터) GIST 차세대에너지연구소 책임연구원, 이광희 신소재공학과 교수, 오주희 석박통합과정생, 김주현 박사.[GIST 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="9fa49bd04ede424be012843f2bf9e848b4ac3cb25a025bef940d0c48023dfc5f" dmcf-pid="5xdFVeRuGY" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 광주과학기술원(GIST)은 차세대에너지연구소 강홍규 책임연구원과 신소재공학과 이광희 교수 공동연구팀이 차세대 반투명 유기태양전지(ST-OPVs)의 투명도와 발전 효율을 크게 향상시킬 수 있는 원천 기술을 개발했다고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="ccefd6501234bab55f0ce478d2217f88021be4f5576b9d1981f99ff8c2353347" dmcf-pid="1MJ3fde7YW" dmcf-ptype="general">이번 성과는 기존처럼 복잡한 다층 구조에 의존하지 않고, 단순한 소자 설계로 투명도와 발전 효율을 모두 확보할 수 있는 새로운 설계 전략을 제시한 것으로, 반투명 유기태양전지가 실제 응용 가능한 차세대 에너지 기술임을 입증했다.</p>
          <p contents-hash="d9035a38805a6ff4b039bac9e4c4414a93f2d76ff593c99d83e7172cf54eb0b2" dmcf-pid="tRi04JdzGy" dmcf-ptype="general">유기태양전지는 가볍고 유연하며 용액 공정을 통한 대량 생산이 가능해 건물 일체형 태양광 발전(BIPV), 차량용 태양광(VIPV), 휴대용 전자기기 등 다양한 응용이 가능한 차세대 태양전지로 주목받고 있다. 특히 반투명 유기태양전지는 가시광선을 투과시키고 근적외선 영역만을 선택적으로 흡수해 전기를 생산하기 때문에 ‘태양광 창문’처럼 활용할 수 있다.</p>
          <p contents-hash="2f11aaf791cdeebe7e1d029d6770045fb545be9c371670c393cdbbec9776d7eb" dmcf-pid="Fenp8iJqXT" dmcf-ptype="general">그러나 지금까지는 반투명 구조의 특성상 투명도(AVT)를 높이면 발전 효율(PCE)이 떨어지고, 발전 효율을 높이면 투명도가 줄어드는 상충 관계 때문에 두 성능을 동시에 만족시키는 데 어려움이 있었다.</p>
          <p contents-hash="3ea0acfd941268282b576c27a5a9583622e018049a6fe5dc0c4f869383203a7b" dmcf-pid="3dLU6niBtv" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 문제를 해결하기 위해, 가시광선을 흡수하는 소재인 전자주개의 함량을 줄여 투명도를 높이고, 대신 전기 흐름이 원활히 이어지도록 돕는 정공 수송 첨가제(Me-4PACz)를 도입했다.</p>
          <p contents-hash="1f9a05682a707f4c25b220f965a37c0e2efb51139b7c6c1f902afb549e9c5dbb" dmcf-pid="0PR19Mxp5S" dmcf-ptype="general">이 첨가제는 태양전지의 광활성층 내부에 고르게 퍼져 있으면서 동시에 전극 표면에 전류가 잘 흐를 수 있는 얇은 층인 홀 전송층(HTL)을 스스로 형성하는 특성이 있다. 이를 통해 전기가 이동하는 길(전하 이동 경로)이 최적화되고 불필요한 손실이 줄어들어, 높은 투명도와 발전 효율을 동시에 확보하는 데 성공했다.</p>
          <p contents-hash="5104beed2ba128feac06e41f11c366971a18a9ff64cdb196a20755c71e718238" dmcf-pid="pQet2RMU1l" dmcf-ptype="general">실제 성능에서도 의미 있는 성과를 거뒀다. 연구팀은 평균 가시광선 투과율(AVT) 37.53%, 전력 변환 효율(PCE) 10.7%를 달성했다. 또한 두 지표를 종합 평가하는 광 이용 효율(LUE)에서도 최고 수준인 4.01%를 기록, 동일 조건 내 반투명 유기태양전지 중 최상의 성능을 구현했음을 입증했다.</p>
          <p contents-hash="25662a8270f4f936ffe1d8543d3b616b1626327c9a66d1c5255e15b4f2c8dde4" dmcf-pid="UxdFVeRu5h" dmcf-ptype="general">강홍규 책임연구원은 “이번 연구는 반투명 유기태양전지 분야의 오랜 숙제였던 투명도–효율 간 상충관계를 해소했다는 점에서 의미가 크다”며 “앞으로 건축물 창호나 차량 유리 등 투명 구조물과 결합한다면, 도시의 친환경 에너지 자립에 크게 기여할 수 있을 것”이라고 전망했다.</p>
          <p contents-hash="d79333bf0ab0b1bbd618e75dd6536270acdd282cf02698d0a7e25b41f2c14989" dmcf-pid="uMJ3fde7ZC" dmcf-ptype="general">이광희 교수는 “이번 성과는 단순한 소재 개선을 넘어, 소자의 계면과 내부 영역을 동시에 제어할 수 있는 새로운 접근법을 제시한 것”이라며 “첨가제가 스스로 계면에 정공 수송층을 형성하고 동시에 광활성층 내부에서 전하 손실을 억제해 성능을 크게 향상시켰다”고 말했다.</p>
          <p contents-hash="5584ebcd16d945a10c1c9a861acc2c9541c6a8c61bf5e714a689e779c234b7d8" dmcf-pid="7Ri04JdzXI" dmcf-ptype="general">이번 연구결과는 국제학술지 ‘저널 오브 머티리얼즈 에이’에 게재됐다.</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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