반값 태양전지 개발

광합성 원리 이용 염료감응전지

국내 연구진이 세계 최고 수준의 효율을 가진 차세대 염료감응형 태양전지 기술을 개발했다. 가격이 기존의 실리콘 태양전지의 절반에 불과한 반면 설치가 간편해 ‘저탄소 녹색성장’의 원천기술로 널리 활용될 전망이다.

고려대 세종캠퍼스 신소재화학과 고재중 교수팀은 국내 최초로 ‘준고체 전해질을 이용한 염료전지’를 개발했다고 3일 밝혔다. 연구결과는 독일의 세계적인 학술지 ‘앙게반테 케미’에 게재됐다.

염료감응 태양전지는 식물의 광합성 원리를 본뜬 구조로, 인위적으로 합성한 염료를 이용해 빛을 전기로 바꿔주는 장치다. 염료감응 전지는 현재 널리 쓰이고 있는 실리콘 태양전지에 비해 가격이 절반 수준에 불과한 반면, 제조 공정이 간편한 장점이 있다. 특히 휘어지거나 접을 수 있어 다양한 분야에 활용이 예상되는 차세대 기술로 각광받고 있다. 그러나 지금까지 개발된 염료감응 전지는 조그만 셀을 큰 태양판(패널)으로 만드는 과정에서 효율이 급격히 떨어지는 문제가 있었다. 고 교수팀은 이를 해결하기 위해 액체 전해질 대신 준고체 전해질을 사용해 전지를 제작했다. 그 결과 제작이 간편해졌고 안전성도 크게 향상됐다. 전지의 효율도 7.31%로 세계 최고 수준을 나타냈다. 이는 실제 상용 패널로 제작할 경우 5.5%의 효율 수준으로, 상용화를 위한 6%에 근접한 것으로 평가된다.

고 교수는 “현재까지 개발된 염료감응형 태양전지 중에서는 스위스 연방공대 그라첼 교수팀이 개발한 염료가 효율이 11%대를 기록한 바 있다.”면서 “그러나 이는 가격이 비싼 금속화학물 염료를 사용해 상용화 가능성이 없는 만큼, 이번 연구가 국내 태양전지 산업에 큰 도움이 될 것으로 본다.”고 밝혔다.

박건형기자