한국과학기술연구원(KIST) 태양전지연구센터의 박남규 박사팀이 가시광 전체 영역의 빛을 흡수할 수 있는 판크로마틱(panchromatic) 염료감응 태양전지 기술을 개발했다고 지난달 28일 밝혔다.

박남규 박사팀은 크로마토그래피 원리를 이용해 염료를 선택적으로 흡ㆍ탈착할 수 있는 이동상(mobile phase)과 정지상(stationary phase) 물질을 개발해 서로 다른 색상의 염료를  수직 배열하는데 성공했다.

염료감응 태양전지는 차세대 태양전지로 주목받고 있지만 나노결정 이산화티타늄(TiO₂) 입자들로 이뤄진 필름에 염료가 흡착돼 있는 구조로 인해 한가지 염료만 흡착 가능해 넓은 영역의 빛을 활용하기 어려운 문제가 있었다.

이를 해결하기 위해서는 서로 다른 색상을 갖는, 즉 서로 다른 파장의 빛을 흡수하는 염료를 TiO₂필름에 선택적으로 흡착해야 하는데 지금까지의 기술로는 실현하지 못했다.

그러나 KIST의 연료감응전지 개발로 현재 11% 수준인 염료감응 태양전지의 효율을 이론상 최대 16%까지 높일 수 있을 것으로 기대된다.

한편 이번 연구결과는 영국의 권위있는 과학저널 ‘네이처 머티리얼스(Nature Materials)’ 6월28일자 온라인판에 게재됐으며 연구결과에 대해 “서로 다른 염료를 선택적으로 배열할 수 있는 매우 독창적 방법을 개발, 판크로마틱 염료감응 태양전지 실현의 새로운 지평을 열었다”고 평가받았다.

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