유기태양전지는 꾸준한 효율 향상을 통하여 10% 이상의 광전변환 효율을 달성하였으며 최근 효율의 향상 속도가 다소 둔화되기는 하였으나 새로운 재료와 소자구조의 혁신을 통하여 계속적인 발전이 이루어 지고 있다. 유기태양전지는 현재 사용되고 있는 실리콘 기반의 무기 태양전지에 비하여 광전변환 효율은 낮지만 용액 공정을 통하여 생산 비용을 낮출 수 있고 충격에 강하고 가벼우며 구부리거나 휠 수 있어 다양한 제품화가 가능한 장점을 가지고 있다.
이번 연구진이 개발한 텐덤 유기태양전지는 두 개의 유기태양전지 셀을 직렬로 적층한 구조를 가지고 있다. 상부셀과 하부셀은 광전 변환 효율이 높고 서로 상보적인 흡수를 가지고 있어야 고효율에 유리하다. 특히 하부셀은 상부셀을 제조하는 과정에서100 oC 이상의 열처리 공정 필요하여 이 열처리 공정 후에도 효율의 감소가 없어야 하는 까다로운 조건을 가지고 있다.

이번 논문에서 황교수 그룹은 6.81%의 세계 최고 효율의 하부셀을 개발하였으며 상용화된 재료를 상부셀에 적용하여 9.35%의 광전 변환 효율을 달성하였다. 향후 고효율의 상부셀을 적용할 경우 세계 최고 효율의 유기태양전지 제작이 가능할 것으로 기대하고 있다. 이 결과는 영국 왕립화학회에서 발행하는 에너지 환경 분야의 최고 권위지인 Energy & Environmental Science (IF = 15.49)에 게재되었다.
이 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업, 소프트 일렉트로닉스 사업단 그리고 조선해양 플랜트 글로벌 핵심연구센터의 지원으로 이루어 졌다. 또한 제 1저자로 참여한 김지훈 학생은 한국연구재단으로부터 글로벌 박사 펠로우쉽을 지원받고 있다.
 
사진: 왼쪽부터 황도훈 교수 박사과정 박종백, 김지훈 학생