재료硏, 고효율 기존比 36% ↑

한국재료연구원은 표면재료연구본부 송명관 박사 연구팀이 은(Ag) 입자가 포접된 다공성 실리카 나노구상입자를 이용해 극한환경에서도 작동하는 고효율의 고체 섬유형 태양전지를 개발했다고 14일 밝혔다.

전하수송층인 다공성-이산화티타늄(TiO2) 층은 비표면적(표면적/부피)이 높아 광활성층인 염료의 흡착성이 우수하다는 장점이 있지만, 높은 밴드갭으로 인해 가시광 영역에서의 광 수확이 어렵다는 단점이 있었다.

연구팀은 이를 보완하고자 광촉매가 합성된 전하수송층 소재 개발에 집중했다. 연구팀은 다공성-이산화티타늄 층에 은이 내장된 이산화규소(SiO2) 나노입자를 합성, 고체섬유형 태양전지의 실험군 대비 약 36% 향상시킨 5.3% 이상의 광전변환효율을 구현했다.

고성능 및 고안정성 고체 타입의 섬유형 태양전지 산업은 기존 실리콘 태양전지에 비해 저렴한 비용과 가공의 용이성, 소재의 유연성과 다양성 등의 강점을 바탕으로, 미래 웨어러블 및 프린터블 시장 등으로 대표되는 유비쿼터스 태양전지 시대를 선도할 것으로 예상된다. 이 기술은 낮은 단가와 간단한 합성방법을 이용해 대량생산뿐만 아니라 태양전지의 광전변환효율을 극대화 할 수 있다.

송명관 박사는 “극한환경에서도 안정한 고체 타입의 섬유형 태양전지 구현을 위해, 전하수송층 개발의 새로운 관점을 제시했다” 고 말했다.

구본혁 기자