창문에 바르기만 하면 태양전지로…

창문에 바르기만 하면 태양전지로… 염준호 박사 연구팀, 염료감응형 태양전지 효율 10% 이상 올려 2012년 01월 25일

전기 사용량이 늘면서 전력난이 심각해지고 있다. 정부가 겨울, 전기 사용을 줄이기 위해 공공기관의 실내온도를 20도 아래로 유지하라는 지침을 내리면서 일할 때도 외투를 벗지 못하는 사무실이 나타나기도 했다. 태양 에너지처럼 무한정, 무공해의 대체 에너지로 전기를 만드는 방법에 대한 관심이 높아진 가운데, 한국인 과학자가 이끄는 스위스 연구팀이 태양전지의 효율을 높인 기술을 개발해 주목받고 있다. 스위스 로잔연방공대 염준호 박사 연구팀은 새로운 전해질 물질을 개발해 염료감응형 태양전지의 발전효율을 10% 높이는 데 성공했다고 25일 밝혔다. 일반적으로 태양전지 하면 옥상에 넓게 펼쳐진 실리콘 태양전지를 떠올리기 쉽지만 설비비용이 많이 드는 문제가 있었다. 건물 유리창에 발라 사용할 수 있는 염료감응형 태양전지가 대안으로 꼽히고 있지만 발전효율이 실리콘 태양전지의 절반에 그쳐 한계로 지적됐다. 연구팀은 태양전지의 단위셀에서 1000mV 이상의 높은 전압을 만들 수 있고 발전효율도 10% 넘게 끌어올리는 기술을 개발했다. 코발트계 물질을 이용해 산화환원이 쉽게 일어나고 안정성이 높은 전해질 물질을 개발한 것이다. 염료감응형 태양전지는 염료가 흡착된 나노 크기의 산화물 입자를 이용한다. 입자는 태양빛을 받으면 전자를 생성하는데, 이때 전기가 잘 흐르도록 만드는 전해질과 촉매의 역할이 중요하다. 연구팀은 지금까지 쓰이던 값비싼 백금 촉매를 전도성 고분자 물질로 대체하는 데도 성공했다. 논문 제1저자인 염 박사는 “가격을 낮추고 효율을 높여 염료감응형 태양전지의 상용화 가능성을 끌어 올렸을 뿐 아니라, 고전압을 필요로 하는 분야에도 적용될 수 있을 것으로 예상된다”고 말했다. 이 연구결과는 세계적인 과학학술지 ‘네이처’의 자매지인 ‘네이처 커뮤티케이션스’ 17일자에 실렸다. 이재웅 기자 ilju2@donga.com