11.2%대 고효율 염료감응 태양전지 상용화 길 열리나

김 미 선 기자

대구경북과학기술원(이하 DGIST) 강진규 박사(차세대융복합연구센터장) 연구팀은 염료감응 태양전지의 광전변환효율을 세계 최고 수준인 11.2%로 끌어올리는 고효율 유기염료 개발에 성공했다고 밝혔다.

강 박사 연구팀은 자체 기술개발을 통해 넓은 파장의 영역에서 빛을 흡수할 수 있도록 광흡수 영역이 확장된 페노시아진 기반의 새로운 유기염료를 설계 및 합성하는 데 성공했으며, 소수성의 기능성기를 첨가해 전자 전달을 극대화함으로써 유기염료 기반 염료감응 태양전지의 광전변환효율을 높였다.

염료감응 태양전지는 유기염료와 나노기술을 활용하고 식물의 광합성 원리를 모방해 빛에너지를 전기에너지로 바꿈으로써 고도의 에너지 효율을 갖도록 개발된 태양전지로서 차세대 태양전지로 각광받고 있다. 이러한 염료감응 태양전지는 제조 공정이 단순하고 투명하게 제작할 수 있다는 장점이 있으나, 유기금속 염료를 사용해 가격이 다소 비싸고 광흡수 능력이 낮아 상용화에 어려움이 있었다.

이번 연구를 통해 염료감응 태양전지 효율을 세계 최고 수준으로 향상시킨 것은 물론 차세대 태양전지 연구·개발 및 상용화에도 큰 도움을 줄 것으로 기대된다.

강진규 박사는 “이번 성과를 바탕으로 DGIST가 염료감응 태양전지 연구 분야를 선도할 수 있는 계기를 마련했다”며, “세계 최고 수준의 효율을 자랑하는 태양전지 개발을 위해 지속적인 연구를 이어갈 것”이라고 말했다.

한편, 강 박사 연구팀은 지난 4년간 산업통상자원부의 소재원천기술개발사업 가운데 ‘염료감응 태양전지 유기염료의 광흡수영역 확장 기술’을 수탁과제로 진행해 광대역, 광흡수, 고효율 유기염료의 설계 및 합성과 유기염료의 특성에 맞는 소자 공정 기술을 개발하고 있다. 또한, 새로운 유기염료 구조 및 합성 방법과 관련해 국내외 특허를 출원했으며, 국제학술지에도 다수의 논문을 게재했다.

SOLAR TODAY 김 미 선 기자 (st@infothe.com)

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