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유리창에 붙이는 것만으로도 전기 만든다 목록

조회 : 985 | 2013-06-18

 집이나 자동차 창문에 붙이기만 해도 전기를 만들어 낼 수 있는 연료감응형 태양전지의 생산공정을 줄이고 효율은 높이는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

 

한국과학기술연구원(KIST) 광전하이브리드연구센터 고민재 박사팀은 무기물을 이용해 저온에서 휘는 염료감응 태양전지를 만드는 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.

 

염료감응 태양전지는 빛에 반응하는 특정염료를 이용해 빛을 전기로 바꾸는 장치로 기존의 태양전지들보다 효율성이 높다는 장점이 있다. 특히 투명하면서도 다양한 색상을 낼 수 있고, 가시광선을 투과시킬 수 있어 건물이나 자동차 유리에 붙여 사용할 수도 있다.

 

그러나 염료에서 만들어진 전자가 자유롭게 흐를 수 있도록 광전극 입자들을 서로 연결시켜주기 위해서는 450℃ 이상의 고온에서 굽는 과정을 반드시 거쳐야 한다. 따라서 지금까지는 휘어지는 염료감응 태양전지를 만들기 위해 무겁고 쉽게 깨지기 쉽지만 열에 강한 금속 기판을 사용해야 했다.

 

연구팀은 이 같은 문제를 해결하기 위해 나노 크기의 무기물 입자를 사용했다. 이 나노입자는 표면에 수산화기(-OH)를 갖고 있어 다른 성질을 가진 반응기와 화학적 결합이 쉽기 때문에 고온의 열처리 공정을 거치지 않고도 광전극을 연결시킬 수 있다. 즉, 무기물이 광전극 입자 사이에서 풀과 같은 접착제 역할을 한 것.

 

 

이렇게 만들어진 플라스틱 염료감응 태양전지는 전자가 전달되는 속도가 빨라져 기존의 금속기판과 비교해 20%이상 효율이 증가한다는 사실을 확인했다.

 

무기물 나노입자 표면에 존재하는 수산화기(-OH)가 광전극 입자표면의 수산화기와 반응하여 화학적으로 서로 연결된 광전극을 만들었다. - 한국과학기술연구원(KIST) 제공
▲ 무기물 나노입자 표면에 존재하는 수산화기(-OH)가 광전극 입자표면의 수산화기와 반응하여 화학적으로 서로 연결된 광전극을 만들었다. - 한국과학기술연구원(KIST) 제공

고 박사는 “이 기술을 통해 높은 열과 많은 에너지를 가하지 않고도 플라스틱 염료감응 태양전지를 저렴하게 제작할 수 있게 됐다”며 “산업화를 앞두고 있는 염료감응 태양전지의 응용의 폭을 넓히는데 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

 이번 연구결과는 나노기술분야 권위지인 ‘나노스케일(Nanoscale)’ 6월호 표지논문으로 선정됐다.

 

 이윤선 기자 petiteyoon@donga.com 

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