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휘어지는 염료감응 태양전지 개발

휘어지는 염료감응 태양전지 개발

KIST 연구팀, 고분자 나노섬유 이용 한계극복… 에너지효율 높여

투명하면서 잘 구부러져 곡면에도 붙일 수 있는 염료감응 태양전지 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST, 원장 문길주) 고민재(광전하이브리드연구센터), 최인석 박사(고온에너지재료연구센터) 연구팀은 투명하면서 잘 휘는 염료감응 태양전지 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 이번 전지의 에너지효율(PV율)은 6%대다.

염료감응 태양전지는 햇빛을 흡수하는 염료를 이용해 태양에너지를 전기에너지로 바꾸는 장치로, 값싼 염료와 나노기술을 이용해 투명하면서도 다양한 색상을 낼 수 있다는 장점이 있다. 하지만 제작 과정에서 섭씨 400도 이상의 고온을 가해야 해서 열에 약한 플라스틱 위에 만들기 어렵다는 단점이 있었다. 저온공정을 이용한 플렉서블 태양전지는 에너지 효율이 낮을 뿐만 아니라 구부러지면 광전극에 균열이 생겨 내구성이 나빠지는 한계가 있었다.

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 고분자 전기방사법과 무기물 나노입자 스프레이법을 동시에 사용, 고분자 나노섬유와 타이타니아 나노입자로 이뤄진 유ㆍ무기 하이브리드 광전극 형성 기술을 개발했다. 이렇게 만든 플라스틱 염료감응 태양전지는 1000번 이상의 반복적인 휨 테스트에서도 균열 발생과 효율 저하가 거의 없었다.

개발한 광전극의 효율과 기계적 내구성이 우수한 이유는 유연한 고분자 나노섬유가 외부 충격을 흡수하는 동시에 무기물 나노입자를 견고하게 얽어매 효율 감소를 막고 균열 발생과 전파를 억제하기 때문이다.

고민재 박사는 "이 기술을 이용하면 투명하고 휘어지면서도 기계적 강도가 우수한 플렉서블 태양전지를 값싸게 제작할 수 있다"며 "휴대용 전자기기나 건물의 창문은 물론 의류나 자동차 선루프, 커튼 같은 곡면 위에도 부착할 수 있다"고 밝혔다.

이 연구결과는 에너지 및 환경 분야 권위지인 미국 `에너지&인바런멘털사이언스(Energy&Environmental Science)' 10월호 표지논문으로 게재됐다.

안경애기자 naturean@
| Release time:2012.09.22    Source:디지털타임스    Counter:1426
 
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