연료감응 태양전지 효율 높였다

윤순길 충남대 교수·한치환 에너지연 박사 기술개발

▲ 윤순길 교수

국내 연구진이 건물이나 자동차 유리에 붙일 수 있는 연료감응 태양전지의 효율을 높일 수 있는 기술을 개발했다.

윤순길<사진> 충남대학교 재료공학과 교수와 한치환 한국에너지기술연구원 박사는 공동으로 염료감응 태양전지에 아세틸렌 블랙(불완전 연소된 탄화수소 일종의 물질)을 이용해 태양빛이 보다 오래 머물 수 있도록 하는 방식으로 발전효율을 기존 전지보다 최대 10%까지 향상시켰다고 26일 밝혔다.

식물이 광합성을 통해 에너지를 얻듯이 태양빛을 흡수한 염료가 만들어내는 활성화된 전자를 수집해 전기를 만드는 염료감응 태양전지는 실리콘 태양전지, CIGS 박막태양전지 등에 비해 제조공정이 단순하며 투명하게 만들 수 있어 차세대 태양전지로 주목받고 있다.

하지만, 실리콘 태양전지(25~30%)나 CIGS 박막태양전지(20%)에 비해 효율이 낮아(13%), 효율 향상이 상용화를 위한 관건이다.

이에 윤 교수 연구팀은 염료감응 태양전지의 나노박막에 아세틸렌 블랙을 첨가한 후 다시 휘발시키는 방식으로 인위적 공극을 만들어 태양빛이 공극으로 인해 보다 오래 박막에 머물도록 함으로써 발전효율을 기존 대비 최대 10%까지 끌어올린 것이다.

윤 교수는 “나노 박막 내에 값이 저렴한 아세틸렌 블랙을 첨가해 효율 향상은 물론 가격 측면에서도 큰 장점을 갖게 돼 앞으로 염료감응 태양전지 시장에 큰 영향을 미칠 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구결과는 네이처 자매지인 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)'에 20일 자 온라인판에 게재됐다.

권은남 기자