POSTECH, 세제원료로 태양전지 효율 높인다?
신소재 공의현․화공 임종철씨팀, 연달아 연구성과 발표

흔히 세제에 사용되는 음이온 계면활성제 에어로졸오티(Aerosol OT)를 이용해 태양전지 효율을 크게 높이는 기술이 개발돼 1주일 사이에 2개의 국제저널에 연달아 소개되는 등 학계의 관심을 모으고 있다. 
 

POSTECH 신소재공학과 박사과정 공의현(30, 지도교수 장현명), 화학공학과 박사과정 임종철(29, 지도교수 박태호)씨 팀은 에어로졸 오티를 이용해 2가지의 다른 방법으로 염료감응형 태양전지의 성능을 향상시키는 기술을 개발, 에너지 분야의 권위지인 ‘어드밴스드에너지머터리얼(Advanced Energy Materials)’지와 화학분야 권위지 ‘케미컬커뮤니케이션즈(Chemical Communications)’지를 통해 발표했다.
 

유리와 유리 사이에 특수한 염료를 칠하고, 이 염료가 식물이 광합성을 하는 것처럼 태양광을 전기로 전환시키는 ‘염료감응형 태양전지’는 제작비도 저렴하고, 건물의 창문이나 자동차 유리등에 붙여 간단하게 설치할 수 있다는 장점을 가지고 있지만 상용화가 가능한 최소효율 7%에도 크게 미치지 못하는 것으로 알려져 있었다.
 

연구팀은 유리에 칠하는 염료 내에 세제에 사용되는 에어로졸오티를 섞고 요오드화물(iodide)과 트리요오드화물(triiodide)의 농도를 조절하는 방법으로 태양전지의 광전변환 효율을 11%까지 향상시켰다. 이 효율은 지금까지 학계에 보고된 효율 가운데 최고 수준이다.
 

또 다른 연구로, 연구팀은 에어로졸오티를 유리에 염료를 칠하는 공정에 사용했다. 염료를 칠하는 과정에 에어로졸오티를 이용하자, 염료 흡착시간을 20시간에서 10시간으로 절반 가까이 단축됐을 뿐 아니라, 염료의 뭉침이 줄어들어 광전변환 효율 역시 향상되는 1석2조의 효과를 거둘 수 있었다. 
 

연구팀이 이용한 에어로졸오티는 흔히 세제에 사용되는 원료로 가격도 저렴한데다 공정시간을 단축해 제조 비용을 감축시킬 수 있을 뿐 아니라 변환 효율이 크게 올라갔다는 점에서 염료감응형 태양전지의 상업화에 크게 기여할 것으로 기대된다.