포스텍, 염료감응형 광전변환 효( 11%까지 높여
세제 원료로 태양전지 효율을 높이는 획기적 기술이 개발됐다.
포스텍 공의현 신소재공학과 박사과정(지도교수 장현명)과 임종철 화학공학과 박사과정(지도교수 박태호)팀은 흔히 세재에 사용되는 음이온 계면활성제 `에어로졸오티(Aerosol OT)`를 이용해 태양전지 효율을 크게 향상시키는 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.
이들은 에어로졸오티를 이용해 2가지의 다른 방법으로 염료감응형 태양전지의 성능을 향상시키는 기술을 개발했다. 이번 연구결과는 1주일 사이에 에너지 분야 권위지인 `어드밴스드에너지머터리얼(Advanced Energy Materials)`지와 화학분야 권위지 `케미컬커뮤니케이션즈(Chemical Communications)`지에 게재됐다.
염료감응형 태양전지는 유리와 유리사이에 특수한 염료를 칠하고, 이 염료가 식물이 광합성을 하는 것처럼 태양광을 전기로 전환시키는 방법이다. 제작비가 저렴하고 건물의 창문이나 자동차 유리 등에 간단하게 붙여 설치할 수 있는 장점이 있지만 상용화 가능한 초소효율인 7%에도 크게 못 미치는 단점도 있다.
연구팀은 유리에 칠하는 염료 내에 세제에 사용되는 에어로졸오티를 섞고 요오드화물(iodide)과 트리요오드화물(triiodide)의 농도를 조절하는 방법으로 태양정지의 광전변환 효율을 11%까지 향상시켰다. 이 효율은 지금까지 학계에 보고된 효율 가운데 최고 수준이다.
연구팀은 또 에어로졸오티를 유리에 염료를 칠하는 공정에 사용하면 염료 흡착시간이 20시간에서 10시간으로 절반가량 단축된다는 사실도 확인했다. 이는 염료의 뭉침이 줄어들어 광전변환 효율을 향상되는 효과를 준다.
공의현 박사과정은 “에어로졸오티는 흔히 세제에 사용되는 원료로 가격도 저렴한데다 공정시간을 단축시켜 제조비용을 줄여줄뿐 아니라 변환 효율이 크게 올라갔다는 점에서 염료감응형 태양전지의 상업화에 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
