재료연, 고효율 섬유형 태양전지 개발

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기존 대비 36% 효율 업

나노 리서치 새해 1월 표지논문에 실릴 이미지.
<나노 리서치 새해 1월 표지논문에 실릴 이미지.>

기존 태양전지보다 36% 더 높은 효율을 나타내는 고효율 섬유형 태양전지가 개발됐다.

한국재료연구원(KIMS·원장 이정환)은 송명관 표면재료연구본부 연구팀이 CEN(대표 이요한), 이형우 부산대 교수, 신명훈 한국항공대 교수와 공동으로 고효율 고체 섬유형 태양전지를 개발했다고 14일 밝혔다.

이 태양전지는 은(Ag) 입자를 포접한 다공성(메조포러스) 실리카 나노구상입자로 만들어 극한환경에서도 잘 작동한다.

기존 태양전지 전하수송층인 다공성-이산화티타늄은 높은 비표면적(표면적/부피)으로 광활성 염료 흡착성은 우수하지만, 높은 밴드갭(Eg=3.2eV) 때문에 가시광 영역에서 광 수확이 어렵다는 단점을 안고 있다.

연구팀은 광촉매를 합성한 전하수송층 소재 개발에 집중했다. 다공성-이산화티타늄층에 은을 내장한 이산화규소 나노입자를 합성해 기존 고체섬유형 태양전지 대비 약 36% 높은 고효율(광전변환효율 5.3% 이상) 태양전지 개발에 성공했다.

송명관 책임연구원은 “간단한 합성법으로 낮은 단가에 대량생산이 가능하고 극한환경에서도 안정적으로 작동하는 섬유형 태양전지”라면서 “에너지 저장장치에 접목해 다양한 휴대용 전자기기 전원공급 장치로 활용할 수 있을 것”이라 말했다.

이번 연구 성과는 '나노 리서치' 새해 1월 10일자 표지논문으로 나온다.

창원=임동식기자 dslim@etnews.com