태양전지도 ‘gold’ 시대

2016.01.25 18:00

방진호 한양대 첨단소재공학과 교수 - 한양대 제공
한양대 제공

국내 연구진이 금을 활용한 친환경 차세대 태양전지의 광전환 효율을 1.5배 이상 높일 수 있는 원천기술을 개발했다.

 

방진호 한양대 첨단소재공학과 교수(사진)팀은 친환경 태양전지에 흡광제로 사용되는 금 입자 크기와 전해질 연구를 통해 3.8%의 광전환 효율을 달성했다고 25일 밝혔다.

 

현재 상용화 된 박막형 태양전지는 흡광제로 인체에 해로운 중금속 성분을 함유하고 있다. 이 때문에 최근 태양전지 전문가들은 실내용이나 웨어러블 디바이스 등 인체에 가까이 있어도 무새한 친환경 차세대 태양전지 연구를 활발히 진행해왔다.

 

대표적인 종류는 금 나노클러스터 감응형 태양전지. 이 태양전지는 흡광제로 인체에 무해한 나노크기의 금 입자를 사용해 친환경 차세대 태양전지로 주목받고 있다. 하지만 광전환 효율이 최고 2.3%에 불과하다는 한계가 있다.

 

연구팀은 금 나노클러스터에 들어가는 최적의 입자 크기와 전해질을 연구해 금 원자 18개로 구성된 Au18(SR)14가 최적의 크기라는 사실을 규명했다.

 

또 학계에서는 ‘아이오딘(요오드)계 전해질’이 부식성이 강해 금 나노클러스터 태양전지에 사용되지 못할 것으로 예상했지만, 연구팀의 실험 결과 태양전지의 화학적 안정성을 저해하지 않으면서 광전환 효율을 높이는데 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다.

 

연구팀은 이런 내용을 태양전지에 적용해 광전환효율을 3.8%까지 끌어올리는 데 성공했다.

 

방 교수는 “무독성 소재인 금을 이용한 태양전지가 차세대 태양광 전환 기술이 될 수 있음을 보여주는 것”이라며 “앞으로 효율과 안정성을 높이는 연구에 주력할 계획”이라고 밝혔다.

 

연구 결과는 ‘미국화학회지(Journal of the American Chemical Society)’ 13일자에 실렸다.

 

 

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