나노패턴기술 이용 차세대 태양전지 광전효율 높여

아주경제 권석림 기자= 차세대 태양전지의 광전변환(빛을 전기로 바꾸는) 효율을 높일 수 있는 가능성이 열렸다.

교육과학기술부와 한국연구재단은 김은경·김종학 연세대 교수(사진)가 나노패턴기술을 이용해 더 많은 햇빛을 흡수해 전기로 바꾸는 태양전지 개발에 성공했다고 19일 밝혔다.

연구팀에 따르면 빛 수확기술은 실리콘 태양전지와 고분자 태양전지에서 이미 개발돼 효과가 입증됐지만, 염료감응형 태양전지에서는 나노입자를 광전극으로 사용하고 이를 패터닝해야 하기 때문에 도입에 어려움이 있었다.

염료감응형 태양전지는 요오드를 포함하는 액체전해질을 주로 사용하는데, 액체전해질은 고온에서 팽창하여 새거나 안정성이 낮아 전극을 부식시키는 등 심각한 문제를 유발하기 때문이다.

연구팀은 무기나노입자를 직접 매우 작게(나노크기) 패터닝해 광전극을 만들어, 흡수되지 못하고 투과되는 빛까지도 반사시켜 빛을 수확, 광전변환효율을 극대화했다.

연구팀이 개발한 빛 수확용 광전극은 기존의 전도성 고분자 기반의 염료감응형 태양전지의 전류생산량을 40% 증대시키는 효과를 나타냈다.

김종학 교수는 “이번에 개발된 기술을 이용하면 미래에너지인 태양전지뿐만 아니라 다양한 전자소자에도 활용할 수 있다”고 말했다.