염료감응 태양전지의 현황

전문가 제언

○ 현재 세계에서 제조되고 있는 태양전지의 대부분이 실리콘계이다. 그 중에서 벌크(bulk) 결정계는 높은 변환효율을 얻을 수 있으나 재료 비용이 높고, 박막계는 벌크계에 비하여 가격을 대폭 낮출 수 있지만 변환효율이 떨어진다. 또한 비 실리콘계 화합물 반도체 태양전지는 결정계 실리콘 태양전지와 동등한 변환효율을 나타내는 것이 기대되고 있다. 그러나 환경부하나 희귀금속을 사용하는 점이 문제이다.

○ 색소의 광 흡수에 의한 에너지 변환 디바이스인 염료감응 태양전지(Dye-sesitized Solar Cell: DSC)는 현재 11%를 초과하는 에너지 변환 효율이 보고되고 있다. 이 값은 아모포스 실리콘 태양전지에 필적한다. 한편, 제작과정에서 진공 장치를 사용하지 않는 점 등에서 제조비용이 낮을 것으로 기대된다. 또한 귀금속이나 희귀 금속(rare metal)을 사용치 않는 재료를 활용한 구성도 가능하여 향후 수요에 충분히 대응할 수 있을 것으로 기대된다.

○ 11%를 초과하는 색소증감 태양전지는 Ru 착체 색소, 나노다공질 산화티탄 전극, 요오드 레독스 대를 포함하는 전해질로 구성되어 있다. 광전자의 재결합이 없고 계면에서의 전자 이동에 필요한 에너지 차를 아주 작게 함으로써 이 변환효율이 얻어진다. 향후 효율의 향상을 위해서는 Ru 착체 이외의 색소가 필요하고, 나아가 요오드 레독스 대를 대체할 수 있는 정공 수송층을 개발하지 않으면 안 된다. 실용화를 위해서는 10~15% 정도가 필요하다. 앞으로 광 산란층, 인출 전극, Si 이외의 장파장 흡수 재료의 도입이나 기술의 확립으로 효율 향상이 기대된다.

○ 2008년 8월 15일 이명박 대통령은 ‘저탄소-녹색 성장’을 새로운 국가 발전 패러다임으로 선포하였다. 태양, 풍력, 수력 등 재생 자원에 의한 에너지 비중을 현재의 2%에서 2030년에는 11%, 2050년에는 20%로 높일 것이라고 밝혔다. 따라서 이제는 재생 자원에 의한 에너지의 개발을 연구가 아닌 실용화를 목표로 적극적으로 노력해서 차세대 성장 동력의 하나로 발전시켜야 한다.

저자

Masao Mori

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2010

권(호)

45(2)

잡지명

加工技術

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

85~89

분석자

김*수

분석물

• 염료감응 태양전지의 현황.pdf [216,379 byte]

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