전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이

GIST, '휘어지는 태양전지' 신소재 개발…태양광발전 효율 제고

기사입력 : 2021년05월11일 11:39

최종수정 : 2021년05월11일 11:39

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

비(非)풀러렌 유기태양전지, 성능·안전성 향상

[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 광주과학기술원(GIST)은 홍석원 화학과 교수와 김지선 영국 임페리얼 칼리지 런던 교수 연구팀이 차세대 태양전지로 각광받는 비(非)풀러렌 유기태양전지의 성능과 안정성 향상을 위한 신규 음극 계면층 물질을 개발했다고 11일 밝혔다.

비(非)풀러렌 유기태양전지는 풀러렌 구조가 아닌 전자주게 광활성 소재를 포함한 태양전지를 말한다.

기존 음극 계면층 물질의 불안정성 원인 규명 메커니즘 및 신규 음극 계면층 물질의 화학적 안정성에 관한 이미지와 비 풀러렌 유기태양전지의 성능과 안정성이 향상된 그래프 [자료=광주과학기술원] 2021.05.11 biggerthanseoul@newspim.com

최근 차세대 태양전지로 비 풀러렌 유기태양전지는 20%에 가까운 에너지 전환효율로 주목받고 있다. 다만, 기존 음극 계면층 물질은 저온공정이 힘들거나 안정성에 문제가 있어 휘어지는 유기태양전지와 같은 고기능성 태양전지의 개발이 쉽지 않은 상황이다.

연구팀은 기존 음극 계면층 물질의 한계를 극복하기 위해 기존 음극 계면층 물질의 불안정성의 원인을 규명하고 신규 음극 계면층 물질의 개발을 통해 비 풀러렌 유기태양전지의 성능과 안정성을 동시에 높이는데 성공했다.

2차원 핵자기공명 실험과 동위원소 표지 실험을 통해 대표적인 음극 계면층 물질로 알려진 폴리에틸렌이민과 비(非)풀러렌 억셉터(non-fullerene acceptor) 사이의 화학반응도 명확히 규명했다. 이를 통해 폴리에틸렌이민의 아민기(amine group)가 광활성 소재로 사용되는 비 풀러렌 억셉터의 역할을 방해한다는 것을 확인할 수 있었다.

또 저온 용액공정이 가능한 폴리에틸렌이민의 장점을 살리면서 반응성이 높은 아민기를 이민기(imine group)로 치환해 비 풀러렌 억셉터와의 반응성을 없애고 쌍극자 모멘트를 강화시킨 화학구조를 도입, 새로운 음극 계면층 물질을 개발했다.

새로 개발된 음극 계면층 물질을 다양한 광활성 소재를 가진 태양전지에 적용해 15% 이상의 높은 에너지 전환효율과 100°C 이상의 혹독한 환경에서 360시간 이상 초기 성능을 거의 유지하는 높은 안정성도 입증했다.

이번 신규 물질 개발로 휘어지는 태양전지와 같은 고기능성 태양전지의 발전에 기여할 수 있을 것이라는 게 광주과기원의 전망이다.

이번 연구 결과는 재료화학 및 에너지소재 분야 세계적인 과학학술지인 'Journal of Materials Chemistry A' 의 표지로 지난달 15일 온라인 게재됐다.

biggerthanseoul@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
김주애, 아빠 따라 첫 외교무대 데뷔 [서울=뉴스핌] 이영종 통일전문기자 = 김정은 북한 국무위원장의 딸 주애(12)가 중국 방문길에 동행한 것으로 확인됐다. 북한 관영 조선중앙통신은 2일 밤 김정은의 베이징역 도착 소식을 전하면서 3장의 사진을 공개했다. [서울=뉴스핌] 이영종 통일전문기자 = 김정은 북한 국무위원장이 2일 오후 전용열차 편으로 베이징역에 도착해 중국 측 인사들의 환영을 받고 있다. 김정은 뒤편으로 딸 주애(붉은 원)와 최선희 외무상이 보인다. 김주애가 해외 방문에 나선 건 이번이 처음이다. [사진=조선중앙통신] 2025.09.02 yjlee@newspim.com 여기에는 환영나온 왕이 외교부장 등 중국 측 인사와 만나는 김정은 바로 뒤에 서있는 딸 주애가 드러난다. 김주애가 해외 방문에 나선 건 지난 2022년 11월 공개석상에 등장한 이후 처음이다. 김주애는 검은색 바지 정장 차림으로 김정은을 따라 전용열차에서 내렸고, 그 뒤는 최선희 외무상이 따랐다. 그러나 붉은 카페트를 걸어가는 의전행사에는 빠져 공식 수행원에 명단을 올리지는 않을 것으로 보인다. 김주애가 중국 전승절(3일) 행사참석을 위해 방중한 김정을을 수행함으로써 그의 후계자 지명 관측에는 더 힘이 실릴 것으로 보인다.  또 시진핑 국가주석 등 중국 지도부와 김정은이 만나는 자리에 주애가 동행할 가능성이 높다는 점에서 '알현 행사' 성격을 띠게 될 것이란 관측도 나온다. yjlee@newspim.com 2025-09-02 22:00
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
기사제목
기사가 번역된 내용입니다.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동