KAIST 연구팀이 차세대 태양전지 기술 개발에 성공했다.

1일 KAIST에 따르면, 기계공학과 고승환·성형진 교수팀은 숲을 모방해 에너지 변환 효율이 세계 최고수준인 태양전지 기술을 개발했다. 산화아연 기능성 나노구조체를 이용, 이를 염료감응형 태양전지에 적용해 에너지 변환효율을 극대화 했다.
◀ 고승환 교수
염료감응형 태양전지(DSSC)는 주로 산화티타늄(TiO2) 나노입자로 이루어진 무질서한 다공성 구조체를 전극 재료로 이용한다. 이 전극에서 생성된 전자가 다공성 구조체를 지나면서 생기는 에너지 손실이 많았던 게 문제다.

연구팀은 숲에서 무성한 나뭇가지로 나뭇잎이 햇빛을 효과적으로 흡수할 수 있도록 한 구조를 착안했다. 이 나노구조체를 이용해 광반응으로 생성된 전자의 손실을 크게 줄여 염료감응형 태양전지의 효율을 3~5배 향상시키는 데 성공한 것이다.

고승환 교수는 “이번 신물질과 새로운 기능성 나노구조체 개발에 대한 연구로 태양전지 효율을 극대화해 이 분야에서 세계적 수준을 갖추게 됐다”며 “나노구조체가 광센서 디스플레이등의 다양한 전자기기의 성능향상에도 적용될 수 있을 것”으로 기대했다.

이번 연구는 한국연구재단의 창의적 연구 진흥사업과 신진연구사업 지원을 받아 수행됐으며, 나노과학의 세계적 학술지인 ‘나노 레터스(Nano Letters)’지 1월호 온라인 판에 게재됐다.