염료감응 태양전지 세계적 수준 효율 성공(04.28)

강진규 DGIST 박사팀, 고효율 유기염료 개발

차세대 태양전지 R&D·상용화 기여 전망

국내 연구진이 염료감응 태양전지의 효율을 세계 최고 수준으로 끌어올리는 데 성공했다.

DGIST(대구경북과학기술원·총장 신성철)는 강진규 박사(차세대융복합연구센터장) 연구팀이 염료감응 태양전지의 광전변환효율을 11.2%까지 끌어올릴 수 있는 고효율 유기염료를 개발했다고 28일 밝혔다.

이같은 변환효율은 세계 최고 수준이라는 것이 연구팀의 설명이다.

강 박사팀은 자체 기술개발을 통해 넓은 파장의 영역에서 빛을 흡수할 수 있도록 광흡수 영역이 확장된 새로운 유기염료를 설계·합성했다. 이어 전자 전달을 극대화해 유기염료 기반 염료감응 태양전지의 광전변환효율을 높였다.

유기염료와 나노기술을 활용한 염료감응 태양전지는 식물의 광합성 원리를 모방해 빛에너지를 전기에너지로 바꿔 고도의 에너지 효율을 갖도록 개발돼 차세대 태양전지로 각광받고 있다.

염료감응 태양전지는 제조공정이 단순하고 투명하게 제작할 수 있다는 장점이 있지만, 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 연구개발과 상용화에도 큰 도움을 줄 것으로 기대된다.

강 박사는 "이번 성과를 바탕으로 염료감응 태양전지 연구 분야를 선도할 수 있는 계기를 마련했다"며 "세계 최고 수준의 효율을 자랑하는 태양전지 개발을 위해 지속적인 연구를 진행하겠다"고 말했다.

강 박사팀은 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.

새로운 유기염료 구조나 합성 방법과 관련해 국내외 특허를 출원했으며 국제학술지에도 다수의 논문을 게재했다.

KISTory