[사이언스타임즈] 고효율 태양전지

환경과 에너지

[사이언스타임즈] 고효율 태양전지

FERRIMAN 2012. 9. 22. 20:33

균열없이 휘어지는 고효율 태양전지 개발 KIST 고민재·최인석 박사팀 2012년 09월 21일(금)

한국과학기술연구원(KIST) 광전하이브리드연구센터 고민재 박사와 고온에너지재료연구센터 최인석 박사의 공동연구팀은 20일 균열 없이 휘어지면서도 효율을 잃지 않는 투명한 염료감응형 태양전지를 개발했다고 밝혔다.

염료감응형 태양전지는 광합성 원리를 응용한 태양전지로 식물이 광합성을 할 때 엽록소를 흡수해 에너지로 사용하듯 한 쪽의 광전극 표면에 흡착된 염료가 빛을 받아 전자를 생성한 뒤 이 전자가 다른 쪽 전극으로 이동하면서 전류를 공급한다. 염료감응형 태양전지는 건물 유리창으로도 사용할 수 있다.

그러나 일반적인 제작 과정에선 섭씨 400도 이상의 고온공정이 필요하기 때문에 열에 약한 플라스틱 기판에 적용하기 어렵다는 단점이 있었다.

또 기존의 저온공정으로 휘어지는 태양전지를 제작하더라도 효율이 낮은 데다 구부러지면서 광전극에 균열이 생겨 내구성에 한계가 있었다.

연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 나노입자 스프레이법과 고분자 전기방사법을 동시에 사용해 고분자(PVDF) 나노섬유와 무기물인 타이타니아(TiO2) 나노입자로 이뤄진 유·무기 하이브리드 광전극을 만들었다.

이번에 개발한 전지는 천번 이상의 반복적인 휨 테스트에도 효율이 감소되거나 균열이 발생하는 경우가 거의 없었다.

고민재 박사는 "이번에 개발된 유·무기 하이브리드 복합 광전극 형성기술을 이용하면 투명하고 휘어지면서도 기계적 강도가 뛰어난 태양전지를 값싸게 제작할 수 있다"며 "휴대용 전자기기나 건물의 창문, 자동차 선루프, 의류, 커튼 등에도 사용할 수 있다"고 말했다.

연구성과는 에너지.환경 분야의 최고 학술지인 '에너지 앤 인바이런먼털 사이언스(Energy and Environmental Science)' 이달호 표지논문으로 실렸다.

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