염료감응 태양전지의 고효율화 기술

전문가 제언

○ 실리콘 태양전지보다 근본적 가격 저하의 가능성이 보이는 염료감응 태양전지(Dye-sensitized Solar Cells; DSSC) 연구가 활발히 진행되어 소형에서 10% 대의 에너지 변환효율이 세계적으로 보고되고 있다.

○ 그러나 초기 열풍에 비해 변환효율의 진보속도나 재현성 부족이 문제점으로 등장하였다. 본문의 Sharp사 연구자들은 화학 관련 기술자들이 DSSC의 개발을 주도하여 시스템 전체의 동작원리에 대한 이해가 부족한 감이 있어, 물리적 측면에서 DSSC의 등가회로 모델을 구축하여 변환효율의 고효율화와 재현성 향상에 기여하려고 하였다.

○ DSSC 고효율화에는 변환효율의 재현성을 위해 평가가 매우 중요하다. 평가에 주의할 두 항목으로 전류전압(IV) 특성 측정 시의 전압인가방법과 셀 면적의 규정방법이 있다.

○ DSSC의 큰 병렬 저항성분은 정상상태에서는 무시될 수 있으나, 변환효율 측정 시 큰 시정수에 의한 늦은 반응속도 때문에 주의가 필요하다. 변환효율 측정 시 단락전류 측정 후에 개방전압을 인가해야 하고 최소 15초의 측정시간이 필요하다.

○ 변환효율 측정 시 주변의 광조사가 산란에 의해 셀 발전 영역에 영향을 미쳐 단락전류밀도의 과대평가로 되는 것을 막기 위해 발전영역과 동일한 개구부를 갖는 차광 마스크를 사용하여 개구부 면적을 셀 면적으로 규정할 필요가 있다. 5mm 네모 셀의 측정 시 과대평가가 10~20%에 이르러 10mm 네모 셀 이상의 크기의 시료가 필요하고 국제적으로 인정된 시험기관에서 평가받는 것이 필요하다.

○ DSSC의 고효율화와 장기 수명을 위해 습기와 약품에 더 안정되고, 더 넓은 광흡수 파장범위의 감응염료 및 고체 전해질로의 교체가 궁극적으로 필요하지만, 이 회사가 개방전압 향상을 위해 전해액에 THF를 사용하여 단락전류밀도의 저하 없이 성공한 것은 휘발성으로 수명에 문제가 있을 것으로 염려된다.

저자

Liyuan HAN, Naoki KOIDE

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

에너지

연도

2006

권(호)

75(8)

잡지명

응용물리(A006)

과학기술
표준분류

에너지

페이지

982~987

분석자

변*호

분석물

• 염료감응 태양전지의 고효율화 기술.pdf [244,981 byte]

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