KIST, 태양전지용 나노구조 산화티타늄 전극소재 개발

차세대 에너지원으로 주목받고 있는 염료감응형 태양전지 효율을 높일 수 있는 나노구조 산화티타늄 전극소재 제조 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST) 에너지재료연구단 김동영, 조성무 박사팀이 개발한 이 기술은 전기방사 및 전기분사법을 이용해 태양전지용 나노구조 산화티타늄 전극소재를 적은 비용으로 손쉽게 대량 생산할 수 있는 신기술로서, ㈜AMO와 기술이전 계약을 체결했다. 전기방사법 및 전기분사법은 나노구조의 고분자, 금속산화물 등을 손쉽게 제조할 수 있는 새로운 방법으로, 나노섬유구조를 이용한 미세기공 필터, 분리막, 생체배양배지뿐만 아니라 센서전극, 이차전지전극, 태양전지전극, 수퍼커패시터 등의 전자재료로서도 많은 개발이 이루어지고 있다. 특히 이 방법은 다양한 기판에 직접 활성전극을 제조할 수 있어 기존 페이스트 방법에 의해 제조되던 태양전지 전극에 비해 공정이 간단한 장점도 가지고 있다. 염료감응형 태양전지는 현재 액상 전해질을 사용하고 있으나 향후에는 높은 안정성을 가지는 겔형 및 고체형 전해질로 교체될 것으로 전망된다. 이 경우 두께 10미크론 이상의 기존 산화티타늄 전극은 전해질이 충분히 침투하지 못하나 이번에 개발된 전극 소재는 침투가 매우 용이한 다공성 구조를 갖기 때문에 겔형 및 고체형 전해질에서 높은 효율을 구현할 수 있다. 이 전극 소재를 사용한 염료감응형 태양전지는 겔형 및 고체형 전해질에서 8% 대의 효율을 나타내고 있어 6% 대의 기존 효율에 비해 높은 효율을 보이고 있다.