KIST, 염료감응형 광증폭 태양전지 개발

광결정 구조를 이용해 발전 효율을 높일 수 있는 태양전지가 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST·원장 금동화) 하이브리드재료연구센터 이현정 박사팀은 광결정 구조를 이용해 빛을 증폭시키는 방법으로 발전 효율을 높일 수 있는 염료감응형 광증폭 태양전지를 개발했다고 14일 밝혔다.

기존 염료감응형 태양전지는 감광염료를 코팅한 이산화티타늄(TiO2) 입자로 무질서하게 연결된 전극 구조를 갖고 있는 데 비해 이번에 개발된 기술은 서로 다른 투명재료가 만드는 광결정 구조를 이용해 특정 파장의 빛을 선택적으로 가두고 전해질과 전자의 효율적 전달을 가능케 했다.

지금까지 이러한 개념의 태양전지에 대한 이론이 제시된 적은 있지만 대부분 0.6% 이하의 매우 낮은 효율을 보이는 등 실험적으로 성공한 사례는 없었다.

이현정 박사팀은 입자 간 빈 공간을 효과적으로 채울 수 있는 나노미터 수준의 이산화티타늄 입자를 활용해 조밀한 광결정 물질을 제조했다. 또 고분자 희생입자 크기를 조절해 염료감응 태양전지에서 활용되는 빛의 파장을 선택적으로 활용, 3.0∼3.5%의 발전효율을 달성했다. 향후 태양전지 효율을 극대화하는 핵심 기술로 이용될 수 있을 것으로 전망된다. 이 기술은 연료감응형뿐 아니라 다른 구조의 태양전지에 접목해도 태양광 활용 효과를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

연구 성과는 신소재 분야 국제 저널인 ‘어드밴스드펑셔널머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’지 지난 9일자에 게재됐다.

권건호기자 [email protected]