지스트 히거신소재연구센터 연구원들이 A4 크기의 플라스틱 유기물 태양전지를 살피며 관련 연구를 진행하고 있다./김영근 기자
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이광희교수 연구팀 유기 태양전지 원천기술 보유
 
지난 11일 오전 지스트 금호관 히거신소재연구센터. 박성흠 지스트 전임연구원이 A4 크기의 투명한 코팅 필름을 전선으로 전자시계와 연결하자 잠자고 있던 시계가 숫자를 깜빡거리며 작동하기 시작했다. 돌돌 말리기까지 하는 투명 필름이 전기라도 공급한 것일까. 박 연구원이 “그렇다”고 했다.
 
“필름이 바로 태양전지입니다. 태양빛으로 생성한 전기로 전자제품이 작동한 거죠. 흔히 들판에 다닥다닥 줄지어 있는 딱딱한 실리콘 재질의 태양전지를 떠올리겠지만, 이것도 엄연히 태양전지입니다. 효율이 뛰어나 차세대 친환경 신 재생 에너지원으로 각광을 받고 있습니다.”
 
연구성과
이 태양전지는 태양빛을 전기로 전환하는 특수 잉크(액체 플라스틱)를 필름으로 씌워 만들었다. 종이를 복사하는 것처럼 같은 형태로 여러 장 찍어낼 수 있다. 때문에 '플라스틱 유기물 태양전지'로 불린다. 가볍고 구부릴 수 있어 휴대성이 뛰어나다. 전지를 종이처럼 말아서 평소 가방에 넣고 다니다가 햇빛이 비추는 곳이면 아무 데서나 펴서 전기를 얻을 수 있다. 제작 단가는 기존 실리콘 태양전지의 20분의 1 수준에 불과해 일본과 미국 등 선진국이 시장 선점을 놓고 치열한 경쟁을 벌인다. 세계 태양전지 시장 규모 40조원 중에서 액체 물질을 이용한 유기물 태양전지는 30％(12조원)에 달한다.
 
◆플라스틱 태양전지 기술력 최고
우리나라 기술 수준은 어느 정도일까? 지스트 이광희 연구팀이 플라스틱 유기물 태양전지의 원천기술을 보유한 덕에 세계적인 경쟁력을 갖췄다는 평가다.
실제 이광희 연구팀은 지스트 히거센터소장인 노벨상 수상자 알랜 히거(Heeger· 미국 산타바바라대) 교수와 함께 2007년 플라스틱 태양전지 두 개(전지를 직렬로 연결한 적층형)의 효율을 기존 1~2％에서 6.5％로 끌어올렸다. 연구 결과는 세계적 학술지 사이언스(Science)에 실렸다. 햇볕을 100이라 할 때 6~7 정도가 전기로 바뀐다는 의미다.
지난해에는 태양전지 한 개(단층형) 효율을 세계 최고 수준인 6.2％로 대폭 끌어 올렸다. 당시 국제 재생에너지연구소(NREL)로부터 공식 검증을 받았고, 광학 분야 권위지인 '네이처 포토닉스(Nature photonics)'에 게재되며 세계적인 연구 성과로 인정받았다.
 
 
특히 이 논문은 두 달간 다른 학자가 인용한 피인용 횟수(citation times)가 75회를 기록, 단일논문으로 세계 2위를 기록하는 기염을 토하기도 했다.
연구진은 이르면 5년 이내에 국내 순수 기술로 플라스틱 태양전지의 효율을 상용화 수준(10％)까지 높인다는 계획이다. 이렇게 되면 휴대전화와 PC, 휴대용 전자신문, 방한 코트 등의 휴대용 배터리로 플라스틱 태양전지가 활용될 전망이다.

이 교수는 "국내에서 플라스틱 태양전지의 산업화 원천기술을 가진 연구진은 우리밖에 없다"며 "부가가치가 매우 높은 친환경 녹색에너지 개발의 막중한 첨병 역할을 수행하는 셈"이라고 말했다.
 
 
 
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