인공광합성과 초분자 태양전지

전문가 제언

○ 유기계 태양전지는 종래의 실리콘계 등과는 재료와 구조가 다르기 때문에 에너지 변환효율과 내구성에서 아직 해결해야할 과제가 많다. 최근 몇 년간 기술면, 코스트면에서의 과제해결을 위하여 기업과 대학에서는 재료개발과 셀 구조개발을 진행하고 있다.

○ 유기박막 태양전지는 유기 EL 소자와 같은 구조이고 재료면과 소자구조면에서 공통의 기술을 갖고 있기 때문에 상승효과가 기대된다. 에너지 변환효율과 응용연구 면에서 앞서가고 있는 색소증감 태양전지, 향후 실용화에 대비하여 재료합성과 대량생산 프로세스에 적합하고 포스트 무기 반도체 디바이스로의 전개도 가능한 유기박막 태양전지, 이 양 방식 간의 싸움은 당분간 계속될 것이다. 지구환경을 지키기 위하여 고효율이면서 값싼 태양전지 보급이 개대되고 있다.

○ 광합성이라고 하는 생태계에 있어서의 전자전달 시스템을 분자 레벨에서 재현함으로서 고차로 조직화된 초분자 전자이동 시스템이 개발되고 있다. 이것을 초분자 유기 태양전지에 응용하는 방안이 최근 활발히 연구되고 있다.

○ 본 문헌에서는 비 공유결합성 상호작용을 이용하여 광 포집계와 전하 분리계를 융합한 초분자 형성과 그것을 태양전지로 응용하는 것에 초점을 맞춰 최근의 연구에 대한 진전에 대하여 소개하고 있다. 인공 광합성 시스템은 (1)광 포집, (2)전하 분리, (3)물의 환원 촉매, (4)물의 산화 촉매, (5)CO2 환원 촉매로 구성된다. 에너지 변환효율을 높이기 위해서는 우선 광 포집과 전하 분리를 융합한 시스템 구축이 필요하다. 천연의 광합성에서는 수소결합, π-π 상호작용 등의 비 공유결합성 상호작용을 이용하여 광 포집계와 전하 분리계가 융합되어 있다.

○ 2008년 8월 15일 이명박 대통령은 “저탄소-녹색 성장”을 새로운 국가 발전 패러다임으로 선포하였다. 태양, 풍력, 수력 등 재생자원에 의한 에너지 비중을 현재의 2%에서 2030년에는 11%, 2050년에는 20%로 높일 것이라고 밝혔다. 따라서 이제는 연구가 아닌 실용화를 목표로 적극적인 노력이 필요하다. 차세대 성장 동력의 하나로 발전시켜야 한다.

저자

Shunichi Fukuzumi

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2009

권(호)

9(11)

잡지명

未來材料

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

10~15

분석자

김*수

분석물

• 인공 광합성과 초분자 태양전지.pdf [219,340 byte]

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