전북대학교 나석인 교수 연구팀© News1

전북대학교는 나석인 교수(유연인쇄전자전문대학원) 연구팀이 차세대 태양전지의 핵심기술인 저가형 인쇄 공정을 기반으로 한 고효율 유기태양전지를 개발했다고 9일 밝혔다.

앞서 온도 제어식 슬롯 다이 인쇄 공정 시스템을 개발한 연구팀은 이를 활용한 고성능의 유기태양전지 제작에 참여했다. 연구는 나 교수를 비롯해 서유현 대학원생(박사과정), 박두진 호주연방과학산업기구 박사가 함께했다.

온도 제어식 슬롯 다이 시스템은 슬롯 다이 헤드와 기판의 온도를 독립적으로 조절할 수 있는 신개념 시스템이다.

연구팀은 이 온도제어 시스템을 통해 보다 나은 광활성층 박막 형성을 유도했다. 효율 향상 원인 규명과 최적화 공정을 통해 약 10%의 고효율 광전변환효율을 갖는 태양전지를 개발했다.

개발된 제품은 기존 학계에 보고된 스핀코팅 공정기반 유기태양전지(첨가제 포함)와 성능적인 측면에서 차이가 없으며, 대면적 인쇄 공정(roll-to-roll) 기반 유연 태양전지에서도 약 7% 이상의 높은 광전변환효율을 보였다.

나석인 교수는 “이번 연구 성과는 저가형 인쇄 기법을 통해 고성능의 유기태양전지의 생산 가능성과 대면적 인쇄 공정 및 유연 기판에서의 태양전지 제작 가능성을 시사한 것”이라며 “향후 유기태양전지 상용화를 앞당기는데 중요한 전기가 될 것으로 기대한다”고 말했다.

한편, 이 연구 결과는 지난해 12월 재료 분야 세계적 학술지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 표지 논문으로 선정됐다.