휴대폰 보호필름이 발전소로"...UNIST, 적외선 흡수 반투명 태양전지 개발

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에너지 기술, 신소재 개발

대상자

에너지 기술 연구자, 소재 개발자, 환경 공학자, 기술 트렌드 관심자

핵심 요약

• 10.82%의 광전변환효율과 45.43%의 가시광선 투과율을 기록한 반투명 유기태양전지 개발
• 적외선 흡수 기술을 통해 가시광선 투과율과 전기 생성 효율을 동시에 최적화
• '4FY' 수용체 분자 설계로 17배 향상된 내구성 및 전지 수명 확보

섹션별 세부 요약

###1. 반투명 태양전지 개발 배경

• 전통 태양전지가 검정색으로 보이는 이유: 태양광 흡수에 따른 전기 생성 원리
• 투명성과 효율성의 균형 문제: 가시광선 투과율과 전기 생성량 간의 상충 관계
• 기존 기술의 한계: 적외선 흡수 시 광전변환효율 저하 문제

###2. 새로운 광활성층 설계

• 적외선 선택적 흡수 기술 적용: 가시광선 투과율 45.43% 달성
• '4FY' 수용체 분자 설계: A-D-A 구조에 국소적 비대칭 상호작용 적용
• 분자 간 정렬도 개선 및 전하 이동 경로 확보로 전지 효율 향상

###3. 내구성 및 수명 테스트

• 134시간의 일주기 안정성 테스트 수행: 초기 성능의 대부분 유지
• Y6 수용체 기반 전지 대비 17배 향상된 수명
• 실외 환경에서의 고내구성 입증

###4. 기술적 응용 가능성

• 스마트폰 보호필름, 건물 유리창, 투명 디스플레이 등 다양한 환경 적용 가능
• '보이지 않는 발전소' 개념 제시: 사물에 내재된 전기 생성 기술
• 국제학술지 '앙게반테케미'에 1월10일 발표

결론

• 적외선 흡수 기술과 분자 구조 설계를 통해 반투명 태양전지의 효율성과 투명성을 동시에 극대화한 혁신적 기술
• 실용화를 위한 내구성 및 비용 절감 연구가 필요하며, 다양한 산업 분야에 광범위한 적용 가능