화학과 류도현 교수 연구팀 순수 유기염료를 이용한 고효율 얇은 박막 태양전지의 개발
- 자연과학대학
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- 2016-10-21
순수 유기염료를 이용한고효율 얇은 박막 태양전지의 개발
화학과 류도현 교수 연구팀, 세계 최고 9.1% 빛에너지 전환효율 달성
기존 광활성층 두께 10마이크로미터 대비 5배 개선 2마이크로미터 이하 태양전지 개발
향후 실내에서도 작동가능한 태양광 발전시스템 발전 가능성 열어
□ 성균관대학교(총장 정규상)는 화학과 류도현 교수 연구팀과 울산과학기술대학교 권태혁 교수팀이 공동으로 새로운 인돌린계 염료를 합성하고 이를 얇은 박막 염료감응형 태양전지에 응용해 세계 최고 효율에 성공했다고 밝혔다.
□ 이번 연구는 소재분야 세계적 학술지인 '어드밴스드 펑셔날 머티리얼즈(Advanced Functional Materials, IF: 11.382)' 에 지난 10일자 표지 논문(논문명: Photoactive Thin Films: Indoline-Based Molecular Engineering for Optimizing the Performance of Photoactive Thin Films)으로 선정됐다.
□ 류 교수팀은 이번 연구에서 순수 유기물질인 새로운 인돌린 염료들을 합성 하였고 이들을 광활성층의 두께가 2 마이크로미터(μm) 이하인 얇은 박막 염료감응 태양전지에 적용하여 세계 최고인 9.1% 광에너지 전환 효율을 달성하였다. 또한 평면구조를 가진 유기염료들의 알킬 사슬 길이와 효율의 상관관계 메커니즘을 규명하여 향후 고효율 박막 태양전지 개발에 방향을 제시해주었다.
□ 투명성 및 다채로운 배색과 유연성을 가지며 실내에서도 작동 가능한 염료감응형 태양전지는 건물 일체형 태양광 발전 시스템(BIPV)에 적합하여 많은 연구자들의 관심을 받아왔다. 이를 위해서는 높은 효율의 얇은 박막형 염료감응형 태양전지 개발이 매우 중요한 부분으로 인식되어 왔다. 그러나 지금까지 개발된 유기염료들은 10마이크로미터(μm) 이상의 두꺼운 박막에서 높은 에너지 전환효율을 보여 비용효율 측면에서 바람직하지 못한 상황이었다.
□ 이번 연구를 주도한 성균관대 류도현 교수는 “이번 연구의 의의는 그동안 두꺼운 박막에서 고효율을 보이던 유기염료들의 단점을 극복하여 얇은 박막에서 고효율을 가진 새로운 유기 염료감응 태양전지를 개발한 것”이라며 “또한 처음으로 평면구조를 가진 유기염료에 붙은 알킬사슬의 길이가 광에너지 전환 효율에 어떻게 영향을 주는지를 밝힘으로써 새로운 유기염료 구조의 디자인에 나아가야할 방향을 제시해주었다”이라고 밝혔다.
□ 이 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자 지원사업의 지원으로 수행되었다.
<류도현 화학과 교수>
<논문 참고 사진>
출처: 성균관대학교 공식홈페이지 > 대학생 활> 성균광장 > 성대뉴스