색소증감태양전지에 사용된 산화티탄 분말

전문가 제언

□ 태양전지의 기본 구조는 1954년 미국 Bell연구소에서 발명된 이래 약 50년이 경과하였지만, 본격적으로 시작한 것은 1970년대 중반 제1차 오일 쇼크 이후였다. 그 동안 많은 종류의 태양전지 시스템이 제안되고, 일부는 실용화되어 사용되고 있다. 그러나 가장 큰 문제는 비용이다.

□ 지금까지 제안된 태양전지의 종류를 살펴보면 크게 실리콘 반도체 시스템, 화합물 반도체 시스템, 기타 시스템이 있다. 실리콘 반도체 시스템은 단결정, 다결정, 다결정 도막 등을 포함하는 결정계 타입과 비결정계인 아몰퍼스 타입이 있다. 현재 실용화되어 사용되고 있는 것은 대부분 이 시스템이다. 최근에 많이 연구되는 분야로는 메로시아닌, 모르포린-후라렌 등을 활용하는 유기 태양전지, 색소 증감형 태양전지, 나노 입자 태양전지 등 새로운 타입의 태양전지가 열거되고 있다.

□ 색소증감형태양전지에는 직경 10~30nm의 산화티탄의 초입자를 전극으로 이용하고 있다. 루테늄(ruthenium) 금속 색소와 티타늄 나노 입자를 적층한 다공질 박막 광전극을 이용한 색소증감태양전지(Graetzel Cell함)는 실리콘 시스템에 비하여 싼 가격에 제조할 수 있으며 고성능이기 때문에 차세대형 태양전지의 하나로 주목 받고 있다.

□ 최근에는 Ru 등의 고가의 귀금속을 포함하지 않고 싼 가격으로 자원 제약이 없는 유기 색소를 고성능 색소증감태양전지의 개발이 요구되어 왔다. 그리고 유기 색소는 쉽게 교환할 수 있기 때문에 태양전지 광전극의 재활용 향상과 여러 가지 색을 가진 유기 색소를 이용하여 투명하고 다채로운 태양전지를 제작할 수 있어 창문과 실내용 등 다방면으로 사용이 기대되고 있다. 최근 일본에서는 가시광에서 적외선 영역까지의 빛을 흡수하여 광전 변환할 수 있는 쿠마린(coumarin)계 색소를 사용한 고성능 티타늄 광전극을 설계 · 개발하였다고 발표하였다.

□ 하나의 기술이 제안되고 실용화까지 도달하는 데는 상당한 기간과 노력이 필요하다. 특히 화석 자원의 고갈에 따른 인류 사회의 위기가 예상되는 현재로는 태양전지에 관한 연구 개발은 끊임없이 계속되어야만 할 것이다.

저자

SUZUKI SIGERU

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2004

권(호)

52(8)

잡지명

JETI(A040)

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

43~49

분석자

김*수

분석물

• 색소증감태양전지에 사용된 산화티탄 분말.pdf [260,333 byte]

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