염료감응형 태양전지 효율 3배 높여

(아주경제 권석림 기자) 교육과학기술부는 윤순길 충남대 교수와 동탄퉁(Thanh-Tung Duong) 석사과정생이 주도한 연구팀이 상온에서 ‘나노 클러스터 증착법(NCD)’라는 독창적 기술을 통해 염료감응형 태양전지의 광변환 효율을 70% 수준까지 끌어올렸다고 20일 밝혔다.

기존 연료감응형 태양전지의 효율이 약 20%였던 것과 비교해 전기화학적 성능을 3배이상 개선했다고 연구팀은 설명했다.

염료감응형 태양전지는 한쪽 전극(광전극) 표면에 흡착된 염료가 빛을 받아 전자를 생성하면, 이 전자가 다른 쪽 전극으로 이동하면서 전류를 공급하는 구조다.

보통 빛을 전자로 바꾸는 염료를 산화티타늄(TiO2) 등에 입혀 만드는데, 염료를 얇게 입히는 박막 증착 공정으로 ‘화학증착법(CVD)’이 널리 사용되고 있다.

하지만 이 방식은 200℃이상의 고온이 필요하고, 섬유나 종이와 같은 곳에는 적용할 수 없는 단점이 있다.

이번에 연구팀이 개발한 NCD 기법은 저온(상온)에서 탄소나노튜브에 산화티타늄과 산화인듐주석의 나노복합체를 쌓는 방식으로, 다양한 재료에 사용할 수 있다.

연구팀은 이미 국내와 미국에서 이 기술에 대한 특허 등록을 마쳤다.

이번 연구 성과는 재료분야 권위지 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’ 7일자 온라인판에 실렸다.