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염료감응형 다공성 태양전지의 효율증대를 위한 최근 연구

전문가 제언: ○ 고갈되어가고 있으며 환경오염과 기후변화의 주범인 화석연료의 사용을 줄이면서도 지속적으로 증대하는 에너지 수요를 감당하기 위 하여는 화석연료 아닌 청정한 대체에너지 개발이 절대적으로 필요하다.

○ 풍력, 조력, 바이오, 원자력에너지 및 태양에너지 등 여러 종류의 대체에너지가 있으나 각자의 장점보다는 단점이 더 커서 폭증하는 에너지 수요를 항구적으로 공급하는 대에는 한계를 갖고 있다. 이 모든 대체에너지 중에서 태양에너지는 가장 환경 친화적이며 무한정한 것인지라 가장 유력한 차세대에너지 원이다. 이러한 이유 때문에 전 세계적으로 태양전지의 광전변환효율 증대를 위한 엄청난 연구가 진행되고 있다. 그러나 아직은 광전변환효율이 10%내외로 매우 낮기 때문에 실용상의 문제점이 있어서 계속적으로 연구가 진행되고 있다.

○ 에너지 빈국중의 하나인 우리나라의 대체에너지 필요성 때문인지 태양광을 전기로 전환하는 “태양광 발전”에 관한 연구가 활발히 진행되어 오고 있다. 상당히 많은 국내대학의 물리, 화학, 및 재료관련 학과의 교수들과 KIST를 비롯한 주요 연구소에서 많은 연구를 수행 한 결과 본문에서 소개된 것 같이 2012년 성균관대학교 연구팀은 새로운 양자점 광 흡수체와 홀 전도체를 이용하여 9.7%의 세계최고수준의 광전변환효율을 갖는 양자점 염료감응 태양전지를 개발하는 쾌거를 이룩하였다.

○ 최근(2013. 4)의 보도에 의하면 KAIST에서는 태양전지의 에너지원인 태양광을 보다 더 많이 전지로 모이게 하는 기술을 개발하였다. 즉, 금속나노입자의 “플라스모닉”이라는 빛의 전방 산란효과를 이용하여 금속나노입자의 크기가 70nm의 경우 종래의 기술에 비하여 광 흡수율을 20%증가 시킬 수 있다고 한다. 이 기술을 이용하면 태양전지의 광전변환효율을 증대시킬 수 있다는 것을 발견하였다.

○ 전 세계적으로 태양전지에 관한 많은 연구가 진행되고 있기는 하나 이 분야의 연구가 비교적 최근에 시작된 것인지라 우리나라도 최근 급진적으로 발전하는 과학기술을 이용하여 태양전지연구의 선두주자 대열에 동참하려면 많은 연구비의 지원이 절실하다고 판단된다.

저자: Carole Gratzel and Shaik M. Zakeeruddin
자료유형: 학술정보