태양전지의 모듈가격은 하락추세가 지속될 전망이다. 2009년 기준 1와트당 2달러 수준이었던 모듈가격이 1.5달러 수준으로 낮아지면서 개발업체 간 경쟁도 치열하다.
태양광발전은 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 방식으로 발전한다. 태양광 발전시스템은 태양전지용 부품소재, 태양전지, 태양전지 모듈, 태양전지 패널, 태양전지 어레이, 전력변환장치, 축전장치 등으로 구성된다.
이 가운데 부품분야는 태양전지와 전력기기가 해당된다. 특히 태양전지는 전지의 광전(光電)효율이 발전단가를 좌우하기 때문에 가장 핵심으로 꼽힌다.
연세대학교 이명규 교수팀이 개발한 `나노구조 제어를 통한 효율개선 염료감응 태양전지`는 전지의 효율을 획기적으로 개선한 기술이다. 연구팀은 연구개발을 마치고 시제품 제작단계를 진행 중이다.
이 기술은 전자를 전달하는 금속산화물(TiO2) 나노입자 층의 내부구조를 레이저로 제어하는 게 주요 골자다. 이를 통해 전지의 효율을 개선한 염료감응형 태양전지를 제조할 수 있다. 통상 태양전지는 나노입자로 구성된 금속산화물은 투명유리 위에 코팅된 투명전극에 접착돼 있다. 그 위에 단분자층으로 코팅된 염료고분자가 자리한다.
개발된 기술은 레이저를 통해 금속산화물 나노입자를 균일하게 조사할 수 있다. 이를 통해 금속산화물 나노 입자층 구조를 레이저로 제어, 생성된 전하의 이송을 신속하게 할 수 있다. 나노입자 연결도와 염료 공극률도 동시에 제어할 수 있다.
특히 레이저 조사를 통해 금속산화물 국부 용융을 유도할 수 있으며 부피와 표면적도 줄일 수 있다. 이 기술을 통해 현재 11% 수준인 태양전지 소자 최고효율을 16%까지 끌어올릴 수 있다고 연구팀은 설명했다.
윤대원기자 yun1972@etnews.com
