스웨덴과 중국 과학자들은 실내 조명을 전기로 변환하는데 최적화된 유기 태양 전지를 개발했다.

지안후이 호우(Jianhui Hou)가 이끄는 베이징의 중국과학원 연구팀과 펑 자오(Feng Gao)가 이끄는 스웨덴의 린코핑대(Linköping University) 연구원은 전달체와 수용체 물질의 새로운 조합을 개발해 유기 태양 전지내에서 유기물의 활성층으로 사용했다.

유기 태양전지는 생산 전력은 낮지만 가정과 공공 장소 사물인터넷에서 수분, 온도 및 기타 매개 변수를 감지하고 측정하는 수많은 센서에 사용될 수 있다. 광 흡수 층은 전달체와 수용체 재료의 혼합물로 구성, 유기 태양 전지가 다른 파장의 빛에 대해 서로 다른 스펙트럼에 최적화하는데 상당한 유연성을 제공한다.

이 조합은 거실, 도서관 및 슈퍼마켓에서 우리를 둘러싼 빛의 파장을 정확하게 흡수한다.

연구원들은 네이처 에너지(Nature Energy) 논문에서 유기 태양 전지의 두 가지 변형을 설명한다. 한 변형은 1cm2의 면적과 다른 하나는 4cm2이다. 더 작은 태양 전지는 1000럭스(lux)의 강도로 주변 광에 노출, 연구원들은 빛의 에너지의 26.1 %가 전기로 변환되는 것을 관찰했다.

유기 태양 전지는 200 내지 1000럭스 사이에서 변하는 주변 광에서 1000시간 이상 동안 1V이상의 높은 전압을 전달했다. 더 큰 태양 전지는 여전히 23%의 에너지 효율을 유지했다.

린코핑대 생체 분자 및 유기전자 부문 수석강사 펑 자오(Feng Gao)는 “이 연구는 사물 인터넷에 전력을 공급하기 위해 일상 생활에서 유기 태양 전지가 널리 사용될 것을 제시한다”고 말했다.

중국과학원 화학연구소 호우 교수는 “우리는 이 작업에 사용되는 재료를 최적화 할 수있는 여지가 여전히 많기 때문에 유기 태양 전지의 효율이 향후 수년간 주변 광응용 분야에서 더욱 향상 될 것이라고 확신한다”고 말했다.

앞서 2018년 여름, 과학자들은 다른 대학 동료들과 함께 효율적인 유기 태양 전지 개발 방법을 발표했다. 관련 논문은 7개 대학에서 25명 연구원이 참여 네이처 머티어리얼스(Nature Materials)에 게재됐다. 관련 연구는 펑 자오(Feng Gao)가 주도했다. 실내에서 효율적인 태양 전지 개발에 유용한 것으로 입증됐다.

*논문 레퍼런스

Nature Energy 2019. DOI 10.1038 / s41560-019-0448-5