국내 연구진, '은' 소재 유기태양전지 개발.."생산비 절감"

[이데일리 이승현 기자] 국내 연구진이 휘어지는 은 나노선((Ag nanowire)을 낮은 가격으로 대량합성해 휘어지는 유기태양전지 소재로 적용, 고가인 기존의 인듐(In)소재를 대체할 수 있는 길을 열었다.

한국과학기술연구원(KIST)은 광전소재연구단 오영제 책임연구원 팀이 저렴한 은나노선 양산기술을 개발해 유기태양전지에 적용, 생산비용을 낮추고 성능향상도 검증했다고 21일 밝혔다.

유연기판(PET) 위에 대면적으로 연속 코팅한 은나노선 투명전극 사진. KIST 제공

휘어지는 유기태양전지를 만들기 위해선 높은 전기전도성과 유연성을 갖는 투명전극이 필요하다. 현재 투명전극 소재로는 인듐 소재가 주로 사용되지만 자원이 한정된 데다 고진공설비로 인해 가격이 높은 단점이 있다.

오영제 KIST 책임연구원

연구팀은 은을 활용했다. 은나노선은 자체는 비싼 편이다. 그러나 은 나노선이 포함된 용액을 플라스틱 기판에 코팅하는 저렴한 용액 공정을 활용해 ‘롤투롤’(Roll-To-Roll) 방식의 대면적 투명전극 생산에 성공, 유기태양전지에 적용했다.

연구팀은 이 유기태양전지는 기존의 인듐소재 전지보다 생산단가를 60% 이상 낮출 수 있고 효율도 30%이상 높다고 설명했다.

오 연구원은 “은나노선 투명전극은 표면 거칠기가 낮고 전기적, 광학적 특성도 우수해 플렉시블 디스플레이와 터치스크린 판넬, 유기발광다이오드(OLED) 등 유연한 전자소자에 다양하게 적용될 수 있어 인듐주석산화물을 대체할 투명전극 사업화에 적합한 기술이다”고 말했다.

연구침은 은나노선의 저가 양산화 기술을 한국과 미국에 특허로도 등록했다.

이번 연구 결과는 나노분야 국제학술지인 ‘스몰’(Small)의 온라인판에 지난 12일자로 게재됐다.