박남규 성균관대 교수팀 성공
고효율 태양전지 개발 길 열려


［헤럴드경제=신상윤 기자］태양전지를 매우 얇게 만들면서도 효율을 기존의 2배로 끌어올리는 기술이 나왔다. 이에 따라 고효율의 저렴한 차세대 태양전기 개발의 길이 열렸다.

교육과학기술부는 박남규 성균관대 교수와 마이클 그랏첼 스위스 로잔공대 교수등이 유기ㆍ무기물 복합 반도체 염료로 박막 태양전지의 광전변환 효율을 10%까지 높이는 데 성공했다고 26일 밝혔다.

염료감응형 태양전지는 염료가 빛을 흡수해 전류가 흐르도록 하는 장치다. 그러나 빛 흡수율이 낮아 매우 얇게 만들기가 어려웠다.

최근에는 빛을 잘 흡수하는 양자점(quantum dotㆍ나노미터 크기의 반도체 결정)을 이용하고 있지만 지금까지는 최대효율이 5∼6%에 불과해 상용화가 어려운 실정이다.

연구팀은 유기물과 무기물이 복합된 하이브리드 반도체 염료를 두께 0.6㎛의 이산화티타늄 필름에 흡착시켰고, ‘페로브스카이트’라는 특별한 결정 구조를 지닌 염료를 스핀 코팅해 흡착에 걸리는 시간을 1분 이내로 줄였다.

이번에 개발된 양자점 감응 박막 태양전지는 표준태양광 조건에서 9.7%의 세계 최고 효율을 나타냈으며, 500시간 이상 대기 중에 노출돼도 효율이 일정하게 유지되는 안정성을 보였다.

박 교수는 “염료감응형 태양전지에서 기존의 유기염료를 반도체 염료로 대체하면 얇으면서도 효율이 높고 저렴한 차세대 태양전지를 개발할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구성과는 네이처 자매지인 ‘네이처 사이언티픽 리포트(Nature Scientific Reports)’ 최신호에 실렸다.

ken@heraldcorp.com