흔들면 점도가 낮아져 광전극으로 쉽게 침투했다가 점차 안정성을 되찾는 전해질이 개발돼 염료감응 태양전지의 산업화를 앞당길 전망이다.
미래창조과학부는 고민재 한국과학기술연구원(KIST) 박사팀이 틱소트로피 성질의 고분자 '잔탄검'을 전해질로 사용하는 염료감응 태양전지 기술을 개발했다고 25일 밝혔다.
광합성 원리를 응용한 염료감응 태양전지는 식물이 광합성을 할 때 엽록소를 흡수해 에너지를 사용하듯 염료가 빛을 흡수해 전류를 만든다.
이 전지의 전해질로 최근에는 고분자를 유기용매에 녹여 젤 상태로 만든 고분자 젤 전해질을 사용하고 있다. 그러나 높은 점도 때문에 전해질이 광전극의 미세한 기공 속으로 침투하기 어려운 문제가 있었다.
이에 연구진은 외력을 가하면 점도가 낮아지는 틱소트로피 성질의 잔탄검을 전해질로 사용했다. 이로써 기존의 액체 전해질과 비슷한 효율을 안정적으로 유지할 수 있었다. 또한 전해질의 용매로 물을 사용해 가격 경쟁력을 확보했다.
고민재 박사는 "초저가 염료감응 태양전지가 상용화 될 수 있도록 기술적 토대를 마련했다"며 "이미 국내외 특허출원을 완료해 세계시장에서 산업화 성과를 이끌 것"이라고 말했다.
이번 연구결과는 나노기술 관련 분야의 국제학술지인 에이씨에스 나노(ACS Nano)에 최근 소개됐다.