교육과학기술부는 성균관대 박남규 교수(52)가 주도하고 김희선 학생(제1저자)과 스위스 로잔공대 마이클 그랏첼 교수 등이 참여한 연구팀이 유·무기물이 복합된 반도체 염료로 매우 얇은 산화물전극을 이용해 광전변환 효율을 기존보다 2배 높인 태양전지를 개발했다고 26일 밝혔다.

박 교수 연구팀은 매우 작은(수 나노미터) 반도체(유무기하이브리드반도체) 염료를 매우 얇은(0.6마이크로미터) 이산화티타늄 필름에 흡착해, 표준 태양광조건*에서 세계 최고 효율(9.7%)의 박막 태양전지를 개발하였다.

박 교수팀이 개발한 양자점 감응 박막 태양전지는 페로브스카이트 염료를 스핀 코팅해 매우 빠른 시간(1분 이내) 내에 흡착할 수 있어, 장시간(12시간 이상)이 소요되는 유기염료에 비해 공정 시간이 단축되고, 높은 온도에서도 잘 견뎌 열 안정성도 보장된다.

또한 페로브스카이트 염료를 이용한 박막 태양전지는 따로 보호막을 사용할 필요가 없어, 500시간 이상 대기 중에 노출되어도 효율이 일정하게 유지되는 등 장기 안정성에서도 탁월하다.

박남규 교수는 “염료감응형 태양전지에서 기존의 유기염료를 반도체 염료로 대체하면, 얇으면서도 효율이 높고 매우 저렴한(그리드패러티) 차세대 태양전지를 개발할 수 있다”고 연구의의를 밝혔다.

/이 용기자 truemylove@dailycc.net