건국대 문두경 교수팀, 일반 대기 환경서 유기태양전지 효율 19% 세계 최초 달성

노형석 기자

작성일 2026-06-20 08:04

건국대학교 문두경 연구특임교수(화공생명에너지공학부) 연구팀이 일반 대기 환경에서 제작한 유기태양전지의 광전변환효율을 세계 최초로 19%까지 끌어올리는 데 성공했다고 19일 밝혔다. 이번 연구 성과는 에너지·연료 분야 세계적 학술지 '어드밴스드 에너지 머터리얼즈(Advanced Energy Materials)' 최신호 표지논문으로 선정됐다.

유기태양전지는 가볍고 유연해 다양한 분야에 적용 가능성이 높은 차세대 태양전지로 주목받고 있다. 하지만 기존 연구들은 대부분 먼지와 수분, 산소 유입이 엄격히 통제된 클린룸 환경에서만 고효율을 구현할 수 있었으며, 실제 산업 현장의 일반 대기 환경에서는 효율이 크게 떨어져 상용화에 어려움을 겪어왔다.

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 기존 고효율 소재를 기반으로 구조를 단순화한 신규 광활성층 소재 'M-Y6 시리즈'를 개발했다. 이 소재는 제조 비용을 낮추고 생산성을 높였으며, 주변 환경 변화에 대한 민감도를 낮춰 습도 65%의 고습 환경에서도 19%에 육박하는 높은 효율을 안정적으로 구현했다.

이번 연구는 연구실 수준을 넘어 산업 현장 적용 가능성을 보여줬다는 점에서 의미가 크다. 연구팀이 개발한 기술은 필름 형태의 태양전지를 연속 생산하는 롤투롤(Roll-to-Roll) 공정에 적용 가능하며, 핵심 소재 기술의 국산화 가능성을 제시해 국내 차세대 태양전지 산업 경쟁력 강화에도 기여할 것으로 기대된다.

문두경 교수는 "이번 연구는 태양전지 핵심 소재 기술의 국산화와 독자 기술 확보 측면에서 의미 있는 성과"라며 "고가의 진공 장비와 클린룸 의존도를 크게 낮출 수 있게 됐다"고 말했다. 이어 "향후 휴대용 전자기기 충전기, 차량 및 건물 일체형 태양전지 등 다양한 차세대 산업 분야에 적용돼 유기태양전지 상용화를 앞당길 것"이라고 덧붙였다.

이번 연구는 과학기술산업화진흥원과 한국에너지기술평가원의 지원을 받아 수행됐으며, 건국대학교 전성재 박사가 제1저자로 참여했다. 또한 대구경북과학기술원(DGIST)과 울산과학기술원(UNIST) 연구진도 공동 연구자로 참여했다.