[뉴스토마토 이한승기자] 국내 연구진이 염료감응 태양전지 상대전극용 그래핀 합성기술 개발에 성공했다. 이에 따라 향후 고효율 염료감응 태양전지 개발이 가속화될 전망이다.
미래창조과학부는 고려대학교(세종캠퍼스) 김환규 교수(
사진)팀이 주도한 이번 연구가 질소가 도핑된 그래핀을 대량 생산할 수 있는 기술 개발과 이를 염료감응 태양전지 상대전극으로 활용한 연구라고 17일 설명했다.
이를 통해 저(低)비용·고(高)효율·장(長)수명 염료감응 태양전지가 구현되고 상용화 또한 크게 앞당겨질 것으로 보인다.
이번 연구성과는 나노기술 및 재료 분야의 권위지인 ACS 나노 6월호에 게재됐다.
기존에 사용되던 백금 상대전극은 제조비용이 비싼데다 전해질과의 산화-환원 반응에서 부식이 되는 단점이 있었다.
하지만 이번에 개발된 그래핀 상대전극은 백금 상대전극보다 촉매 특성 및 전기화학적 안정성이 우수하고 금속을 사용하지 않음에 따라 부식 위험이 없어 친환경적이다.
이와 함께 값싼 흑연을 이용하고 제조공정도 단순하는 장점도 있다.
연구팀은 흑연의 가장자리에 선택적으로 아미노기(질소 원자에 두개의 수소가 결합된 유기물 작용기)를 도입한 후 열처리를 통해 질소가 도핑된 그래핀을 제조했다.
김환규 교수는 "이번 연구결과는 기존의 백금 상대전극의 한계를 극복할 저가의 고안정성·고효율 대체 소재를 개발한 것"이라며 "염료감응 태양전지 조기 상용화의 기반을 마련한 것"이라고 강조했다.