[한국기술뉴스]

울산대학교 물리학과 조신욱 교수 연구팀은 니켈 산화물 용액 조성물을 포함한 태양전지 제조법을 개발했다. 울산대학교 산학협력단을 통해 2021년 3월 24일 특허를 출원(출원번호 제1020210037650호)했다. 특허 명칭은 '니켈 산화물 용액 및 이를 이용한 열처리가 필요없는 태양전지의 제조 방법’이다. 산학협력단은 특허가 산업에서 활용될 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

태양전지란 광기전력 효과를 이용해 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 반도체 소자를 말합니다. 최근 환경 문제와 고유가 문제로 인해 대체에너지 기술의 일환으로 많은 연구가 이루어지고 있습니다. 특히 3세대 태양전지로 정의되는 고분자 태양전지가 주목받고 있습니다. 전도성 고분자 재료의 개선으로 전력 변환 효율을 증가시켰습니다. 또한 전극 정공수송층으로 사용되는 소재의 개발로 누설 전류를 감소시키고 안정성을 높였습니다. 그러나 전도성 고분자 물질을 이용해 태양전지 제조 시 열처리 공정을 수반하기 때문에 플랙서블 전지에 적용하기 어렵다는 문제가 있습니다.

울산대학교 연구팀은 니켈 산화물을 이용해 열처리가 필요 없는 태양전지 제조 방법을 발명했습니다.

탈이온수와 이소프로필 용매 그리고 2-부탄올을 첨가해 니켈 산화물 용액을 제조합니다. 니켈 산화물을 이용해 광활성층에 코팅하여 전공수송층을 열처리 없이 형성할 수 있습니다. 이를 활용해 우수한 효율을 갖는 역구조 태양전지를 제조할 수 있습니다. 제조된 니켈 산화물 용액은 전도성 고분자 물질보다 제조 비용이 낮기 때문에 롤투롤 공정에 적합하고 전구조 및 역구조의 비풀러렌 폴리머 태양전지 모두에 적용이 가능합니다.

본 기술은 태양전지 효율과 신축성이 우수해 구부림이 필요한 웨어러블 전자 제품과 항공기, 원형 건물 등에 활용할 수 있습니다.

휴대가 가능한 태양전지나 웨어러블 기기에 적용해 유기 태양전지 개발에 요긴하게 사용될 것으로 기대됩니다.