“UNIST 적외선 흡수 태양전지”…스마트 윈도우→투명 발전 신시장 전망

적외선 흡수 기술을 탑재한 새로운 반투명 유기태양전지가 국내 연구진의 손에서 탄생했다. 울산과학기술원(UNIST)이 주도한 이번 성과는 스마트폰 보호필름이나 건물 유리창 등 다양한 실생활 환경에서 투명 발전의 새로운 지평을 열 것으로 평가된다. UNIST 에너지화학공학과 양창덕 교수 연구팀은 광전변환효율 10.81%, 가시광선 투과율 45.43%를 기록한 고성능 반투명 태양전지 개발에 성공했다고 15일 공식 밝혔다.

기존 태양전지는 높은 효율을 위해 광의 대부분을 흡수하나, 이로 인해 불투명성이 필연적으로 뒤따랐다. 반면 투명성을 확보하면 효율이 급격히 저하되는 기술적 딜레마가 있었다. UNIST 연구팀은 이러한 충돌을 해결하기 위해, 태양광 중에서도 눈에 보이지 않는 적외선만을 선별적으로 흡수하는 혁신적 광활성층을 설계하는 데 집중했다. 광활성층의 핵심인 수용체 분자를 새롭게 구조화함으로써, 고에너지 가시광선은 최대한 통과시키고 저에너지 적외선만을 전기 생산에 활용하는 전략을 구현했다. 이로써 기기 화면이나 투명 건축 자재로의 접목이 훨씬 용이해질 전망이다.

기술적 완성도도 주목받는다. 개발된 태양전지는 실외 주야간 반복 환경을 모방한 ‘다이얼 사이클’ 내구 테스트에서 134시간 이상 초기 성능을 지속, 기존 반투명 태양전지 대비 약 17배 이상 수명이 연장됐다. 이러한 자료는 국제학술지 앙게반테케미(Angewandte Chemie International Edition) 6월 10일자에 게재돼 신뢰도를 더했다.  

양창덕 교수는 “우리가 인지하지 못하는 빛으로 고효율 발전이 가능한 신개념 태양전지의 등장은, 전력 생산의 패러다임을 근본적으로 바꿀 단초가 될 것”이라며 “스마트폰 보호필름, 건물 창호, 투명 전자디스플레이 등 산업 전반에서 ‘보이지 않는 발전소’의 현실화에 이바지할 것”이라고 강조했다. 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단, 산업통상자원부 한국에너지기술평가원의 지원을 받았다. 산업계는 이번 성과를 기반으로, 차세대 투명 에너지 인프라 구축이 한층 가속화될 것으로 내다보고 있다.