새로운 고효율 색소증감 태양전지 개발

일본의 산업기술종합연구소(AIST) 스기하라 히데키(杉原 秀樹) 등은 태양광에 대한 광전변환
효율이 11.0%인 탠덤형 색소증감 태양전지를 개발했다. 연구팀은 비약적인 성능향상을 위하여 2
종의 색소증감 태양전지를 서로 포개어 상부 전지로 가시광영역의 빛을 흡수하고, 하부 전지로
근적외광으로부터 적외광을 흡수하는 탠덤형 색소증감 태양전지를 개발했다. 탠덤형에서는 상부
전지는 가시광을 흡수하고, 근적외광을 손실 없이 투과시킬 필요가 있다. 이번 탠덤형 전지개발로
인해 투명성이 높고 기전력이 큰 산화티타늄 전극의 제작에 성공하여, 탠덤형 색소증감전지의 상
부의 전지에 이용함으로써 탠덤형 전지의 고효율화를 달성했다.
2종류의 색소증감 태양전지를 Figure 1과 같이 조합시켜서 구성한 탠덤형 태양 전지는 짧은 파
장의 빛을 이용해서 높은 기전력(전압)을 발생하는 전지를 상부에, 장파장의 빛을 이용해서 전압
은 작지만 큰 전류를 발생하는 전지를 하부에 배치함으로써 태양광에 포함되는 에너지를 효과적
으로 전기로 변환할 수 있도록 하였다. 상부의 전지에 레드다이(N719), 하부의 전지에 블랙다이
(N749)이라 불리는 증감색소를 이용해서 탠덤구조의 색소증감 태양전지를 구성하고 상부에서
단파장측의 가시광 에너지를, 하부에서 장파장측의 적색과, 근적외광을 전기 에너지로 변환시
켰다.
탠덤형 색소증감 태양전지는 통상의 단(單)셀형 태양전지보다 광범위한 파장의 태양광을 효율
적으로 이용할 수 있어, 적외광을 흡수하는 신규 증감색소의 개발에 의해 단셀형을 대폭 능가하
는 광전변환 효율의 향상이 기대된다. 본 기술의 상세내용 2008년 3월 29일 고후시(甲府市)에서
개최되는 제75회 일본 전기화학회에서 발표된다.

                                                             Figure 1. 탠덤형 색소증감 태양전지의 개략도.

출처 : AIST (2008.3.4)
소 대 섭 (KISTI)