백금 사용않는 투명 염료감응형 태양전지 신기술 개발

[한경닷컴] 국내 연구진이 고가의 백금을 쓰지 않고도 염료감응형 태양전지를 만들어 낼 수 있는 기술을 개발했다.

한국전기연구원(KERI) 재료응용연구본부 이동윤 박사팀은 29일 염료감응형 태양전지의 상대전극으로 쓰이는 백금을 사용하지 않은 ‘투명 염료감응형 태양전지 기술’을 개발했다고 밝혔다.이 논문은 네이처 퍼블리싱그룹 ‘아시아 머티리얼즈’하이라이트로 소개됐으며 ‘저널 오브 머티리얼즈 케미스트리’에 게재됐다.

연구진은 탄소나노튜브를 마이크로볼 수준으로 뭉쳐서 기판에 도포해 백금과 비슷한 수준의 효율을 얻을 수 있는 기술을 개발했다.기존 염료감응형 태양전지에서 백금을 탄소나노튜브로 대체하는 기술이 개발된 적은 있으나 ‘창문형 태양전지’에 필요한 투명 상대전극을 제조하는 데에는 한계가 있었다.이동윤 박사는 “얇아야 투명할 수 있다는 고정관념을 깨고 탄소나노튜브를 다소 굵게 뭉쳐서 그 사이로 빛을 통과시키는 발상의 전환을 했다”며 “기존 탄소나노튜브 상대전극이 갖는 가장 큰 단점을 극복한 것으로 실질적으로 백금을 대체할 수 있는 가능성이 매우 커졌다”고 설명했다.

염료감응형 태양전지는 기존 실리콘 태양전지와 달리 식물의 광합성 작용을 모방해 태양빛을 에너지로 변환하는 것이다.이는 실리콘 태양전지에 비해 이론적 효율이 높고 독성 물질이 없어 차세대 전지로 각광받고 있다.염료감응형 태양전지는 염료(식물의 엽록소 역할)·전해질·상대전극·작동전극 등으로 이뤄져 있으며 상대전극으로 사용되는 백금은 가격이 비싸 이를 대체하고자 하는 연구가 계속 진행돼 왔다.

이해성 기자 ihs@hankyung.com