엠에스웨이, 대면적 유연 유기태양전지 전극 개발

"672㎠ 대면적 모듈에서 7.67% 효율 달성"

2021-03-18 이기종 기자

엠에스웨이가

유연투명전극 업체 엠에스웨이가 광주과학기술원과 고효율의 대면적 유연성 박막 유기태양전지를 개발했다고 18일 밝혔다. 엠에스웨이는 고투명성·고전도도 유기태양전지용 유연 투명전극 개발에 성공했다. 이번 시제품은 A4 용지보다 큰 672㎠ 크기 대면적이다. 국내인증기관의 인증 시험에서 광전효율은 7.67%였다. 전세계에서 만드는 태양전지 효율을 측정하는 미국 신재생에너지연구소(NREL:National Renewable Energy Laboratory)에서 태양전지 인증을 받는 데 필요한 최소 크기는 200㎠다. 적어도 모듈 면적이 200㎠는 넘어야 대면적으로 분류된다. 면적이 넓고 모듈이 커질수록 저항이 커서 효율을 내기 어렵다. 엠에스웨이는 "유연한 기판을 사용해 만든 유기태양전지는 국내 K대학에서 107㎠ 크기에서 5.25% 효율이 나왔고, 독일 Z사에서 33.5㎠ 크기에서 4.20% 효율이 나왔다"며 "7.67%는 세계 최고 수준"이라고 강조했다. NREL의 200㎠ 기준에 따르면 국내 K대학과 독일 Z사 태양전지는 모두 대면적으로 분류되지 않는다. 엠에스웨이의 이번 시제품은 지난 4년간 광주과기원과 함께 에너지기술평가원의 '고신뢰 유기태양전지(OPV)용 풀러렌-프리 광활성층 조합재료 및 R2R 공정에 의한 대면적 유기태양전지 모듈기술 개발' 과제를 수행하면서 공동 개발했다. 엠에스웨이는 유기태양전지용 투명전극 개발·제공에 그치지 않고 직접 양산화 기술을 개발해 사업화도 성공했다. 회사는 "이번 시제품은 유기태양전지용 전극이지만 페로브스카이트 태양전지용 전극도 곧 개발을 마치고 양산할 계획"이라고 밝혔다. 유기태양전지에 비해 페로브스카이트는 빛 에너지를 전기로 바꾸는 광 흡수 물질에 포함된 요오드 성분이 투명전극에 손상을 입혀 특별 보호층이 필요하다. 엠에스웨이는 "독특한 보호층을 개발해 내화학성을 높인 전극 개발을 눈앞에 두고 있다"며 "페로브스카이트는 기존 실리콘 계열 솔라 패널과 유사한 광전효율을 내기 때문에 차세대 태양전지 솔루션으로 각광을 받는 물질"이라고 설명했다. 엠에스웨이는 지난 2016년에 광주과학기술원에서 투명전극 특허를 이전 받아 폭 1m 이상 대면적 롤투롤 양산화에 주력해왔다. 내년 기술특례상장이 목표다.