차세대 태양전지 성능 획기적으로 높인다

기존 태양전지의 최대 70%까지 그 성능을 향상시킬 수 있어...

차세대 태양전지인 염료감응형 태양전지의 효율을 획기적으로 높일 수 있는 방법이 국내연구진에 의해 개발되었다.

윤순길 교수(충남대학교)와 동탄퉁(Thanh-Tung Duong) 석사과정생이 주도한 이번 연구는 염료감응형 태양전지에 박막증착공정 중에서 가장 우수한 제조방법으로 알려진 화학증착법(CVD)을 사용할 경우 태양전지의 효율을 높일 수 있고 투명하게 제작할 수 있어 유리창 등에도 이용할 수 있는 장점이 있지만 박막을 증착할 때 고온이 필요하고 섬유나 종이와 같은 곳에는 증착 할 수 없는 단점을 보완한 것이다.

▲ 실제 박막증착에 활용되는 화학증착법 (CVD) 와는 다르게 showerhead에서 반응가스가 분해되고 반응하여 nano-cluster 들이 형성하게 하여 기판(substrate) 에 증착하게 함으로써 상온증착이 가능하게 하는 Nano-Cluster Deposition (NCD) 의 개요도 ⓒ교육과학기술부


연구팀이 개발한 ‘NCD’ 방법은 기존의 박막증착기술을 뛰어넘는 신개념의 증착법으로, 윤 교수팀이 독자적으로 개발하여 한국과 미국에 특허를 등록하였다. NCD의 최대 강점은 무엇보다도 저온(상온) 상태에서도 증착을 할 수 있다는 것이다. 그리고 이를 이용해 다양한 재료에 자유자재로 적용할 수 있다. 그리고 태양전지의 전기화학적 성능을 3배 이상 향상시킬 수 있으며 태양전지의 효율을 최대 70%까지 향상시킬 수 있는 기술로 각광을 받을 것으로 기대된다.

윤순길 교수는 “이번 연구결과는 염료감응형 태양전지에 활용되어 에너지 생산효율을 크게 높일 뿐만 아니라 광 촉매제로도 사용되어 물로부터 수소와 산소를 생산하는 효율을 극대화할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

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