임 박사팀이 개발한 고효율 태양전지는 수명 특성이 높지만 효율이 낮은 역구조 형태태양전지의 단점을 극복한 것으로 현재 역구조 형태 태양전지의 안정화 효율은 6% 중반이나 이번 기술을 적용하면 8%까지 끌어올릴 수 있다.

이번 성과는 김영독 성균관대 교수팀과 조신욱 울산대 교수팀이 공동 연구했다. 에너지, 환경 분야 학술지인 에너지 앤 인바이런멘탈 사이언스(Energy& Environmental Science) 온라인판에 소개됐다.

그동안 유기물을 기반으로 한 태양전지의 효율을 높이기 위해 새로운 소재를 개발하거나 표면처리, 광학기술 등 세부적으로 기능성을 높이는 기술 개발이 이뤄졌으나 각각의 기술을 적용했을 때 실제 효율 향상에 큰 영향을 끼치지 못했고 재연성 확보에도 어려움을 겪었다. 임 박사팀은 '습식 공정기반 고효율 하이브리드 광활성 핵심소재기술 개발' 자체 사업을 기획하고 각 분야 전문가인 성균관대학교와 울산대학교 연구팀과 공동 연구를 진행했다.

성균관대 김 교수팀은 고효율 태양전지 제조에 필요한 원자층의 표면처리 및 소재의 광 특성을 분석했고, 울산대 조 교수팀은 소재 및 소자의 전기적 특성을 분석해 최적의 상태를 규명했다. 임 박사팀은 새로운 소재의 합성 및 소자 기술을 개발했으며, 각 연구팀의 연구 결과를 모아 8% 이상의 효율을 내는 태양전지를 생산할 수 있는 집적화 기술을 완성했다.

임 박사팀은 본 기술을 적용하면 가격은 저렴하고 효율은 높은 유기물 기반의 태양전지를 보다 빨리 상용화할 수 있을 것으로 내다봤다. 연구 관계자에 따르면 현재 건전지 두 개를 붙인 것처럼 단일층의 태양전지 두 개를 접합한 형태인 탄뎀형 태양전지의 최고 효율이 약 10.8%로 보고되고 있는 만큼 단일층의 태양전지 효율 8%는 매우 의미있는 성과다.

임 박사는 "이번 연구 결과는 '백지장도 맞들면 낫다'는 속담처럼 개별적으로 진행해오던 연구를 공동 진행함으로써 더 큰 시너지 효과를 낼 수 있었다"고 말했다.