플라스틱 염료감응 태양전지의 첨단기술

전문가 제언

○ 재생에너지 중 풍력에너지와 태양전지가 실용화 되고 있다. 태양전지는 현재 대부분이 15% 정도의 에너지 변환효율의 실리콘 반도체를 이용하고 있으나, 가격이 높아 보급에 문제가 있다.

○ 1991년 스위스의 Graetzel 교수가 개발한 Graetzel 전지 또는 염료감응 태양전지 즉 D(S)SC(Dye-Sensitized Solar Cell)는 전도성 유리기판에 붙인 경제적 산화티타늄 나노 다공성막에 흡착시킨 루테늄 함유 착체염료의 태양광 감응에 의한 발전 기술로, 제조비용이 실리콘 태양전지의 60~80% 절감되며 변환효율은 약 10%가 되는 길을 열었다.

○ 실리콘 태양전지에 대한 장점으로 DSC는 아나타제형 산화티타늄 등 기존 원료 사용으로 원가가 절감되고, 주변온도나 빛의 입사각에 출력이 무관하고, N3에서 N719․N749 등으로 염료 선정에 의해 근적외선 파장대까지 흡수를 늘려 흐린 날의 산란광도 출력에 크게 기여하며, 나노입자 덕분에 투명하고 컬러플한 설계가 고급 빌딩의 발전용 유리창에 사용되기 시작한 점이다. 휴대폰과 PDA 등에의 적용이 가시적이다.

○ 본문은 바인더가 없이 산화티타늄 나노 입자 페이스트를 저온 성막 하는 기술개발로 유리 기판이 필요 없이 PEN 필름 사용을 가능케 하여 플라스틱 DSC 개발의 문을 연 Toin Yokohama 대학의 연구결과이다.

○ DSC는 더 나아가 전해액의 도전성 페이스트화나 이온성 겔화로 한 개의 유연성 있는 플라스틱 필름의 roll to roll 방식으로 견본이 나오고 있다. 그러나 전 플라스틱화는 아직 변환효율이 5%를 넘지 못하고, 부식성과 누출문제로 휘발성 용매를 사용하지 않고 전도성 고분자 등을 이용한 유연성 있는 준고분자 형태로의 전하 수송층 연구가 핵심이다.

○ 금후 수명과 내구성을 위한 핵심 염료 사용 제품의 성능열화 연구, 루테늄 함유 착체 염료계의 독성연구, 나노 크기 산화티타늄 입자의 보건환경 연구 등과, 염료 교체 등과 같은 장수명화로 경쟁력 강화를 위한 연구가 중점적으로 이루어져야 할 것이다.

저자

Yujiro Kijitor, Masashi Ikegami, Nobuyuki Ikeda, Tsutomu Miyasaka

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2006

권(호)

26(4)

잡지명

기능재료(D329)

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

33~38

분석자

변*호

분석물

• 플라스틱 염료감응 태양전지의 첨단기술.pdf [237,034 byte]

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