'태양전지 효율 2배로' 새 염료 개발

박남규 성대 교수팀 연구 결과 해외 권위지 발표

국내 연구진이 태양전지 효율을 극대화 하는 새로운 반도체 염료를 개발해냈다. 효율이 높고 가격은 저렴하면서도 얇은 차세대 태양전지 개발 가능성을 높여 주목된다.

한국연구재단은 박남균 성균관대 화학공학부 교수(52·사진) 연구팀이 이 같은 내용의 논문을 해외 저명 학술지 자매지인 <네이처 사이언티픽 리포트>에 21일자로 게재했다고 27일 밝혔다. 기존 태양전지의 최대 효율 5~6%를 9.7%까지 2배 이상 끌어올릴 수 있는 연구 결과다.

박 교수팀은 유·무기물이 복합된 반도체 염료로 매우 얇은 산화물 전극을 이용, 햇빛을 전기로 바꾸는 효율을 극대화 시키는 데 성공했다.

지금까지는 염료 감응형 태양전지의 빛 흡수율이 낮아 얇게 만들기 어려워 광전환 효율을 높이는 데 한계가 있었다. 그러나 박 교수팀은 나노미터 단위의 반도체 염료를 매우 얇은 이산화티타늄 필름에 흡착해 세계 최고 효율의 박막 태양전지를 개발했다.

연구팀이 개발한 태양전지는 장시간이 소요되는 기존 유기염료에 비해 공정 시간이 단축되고, 높은 온도에서 잘 견뎌 열 안정성도 보장된다. 또한 특수 염료를 이용한 태양전지는 따로 보호막을 사용할 필요가 없어 효율이 일정하게 유지되는 장기 안정성 역시 탁월하다.

박 교수는 "염료 감응형 태양전지에서 기존의 유기염료를 반도체 염료로 대체한 게 주효했다" 며 "이 염료를 활용하면 얇으면서도 효율이 높고 매우 저렴한 차세대 태양전지를 개발할 수 있다" 설명했다.

한경닷컴 김봉구 기자 kbk9@hankyung.com

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