국내 연구진이 차세대 태양전지로 각광받는 염료감응 태양전지에 활용 가능한 신개념 친환경성 고분자 전해질을 개발했다.
미래창조과학부(장관 최문기) ‘미래유망융합기술 파이오니어사업’의 지원으로 한국과학기술연구원(원장 문길주) 고민재 박사 팀에서 주도한 이번 연구는 기존의 액체 전해질과 고분자 젤 전해질의 장점을 극대화하고, 값싸고 친환경적인 물을 고분자전해질의 주된 용매로 사용하여 고효율성‧고내구성을 담보하는 태양전지 기술이다.
그 동안 염료감응 태양전지는 액체전해질을 주로 이용하였지만, 누액 문제로 인해 고분자를 유기용매에 녹여 점도를 높인 고분자 젤 전해질을 사용하려는 시도가 활발하게 연구되어 왔다.
하지만 고분자 젤 전해질을 사용할 경우, 태양전지의 성능이 떨어지고, 높은 점도 때문에 광전극의 미세나노기공 내부로의 전해질 침투가 어려워 실제 상용화를 위한 적용에 문제가 있었다. 때문에 연구팀은 틱소트로피(thixotropy) 성질을 가지는 고분자인 잔탄검(Xantham Gum)을 고분자 젤 전해질에 적용했다.
이번에 개발된 고분자 젤 전해질은 액체 전해질에 비해 효율은 거의 동일하고, 시간이 경과 후에도 효율이 매우 안정적으로 유지 돼 기존 전해질의 장점이 극대화된 전해질임이 확인 됐다. 연구 결과는 나노기술 관련분야 최고 학술지인 ACS Nano (IF 12.062) 5월 28일자에 게재 됐다.
고민재 박사(사진)는 “이번에 개발된 기술은 초저가 염료감응 태양전지 실용화를 위한 기술적 토대를 마련한 성과로, 이미 국내외 특허출원이 완료되어 세계시장에서 산업화 성과를 이끌어낼 계기가 될 것이다”고 의의를 밝혔다.
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