차세대 에너지원으로 주목받고 있는 염료감응형 태양전지의 효율을 높일 수 있는 나노구조 산화티타늄 전극소재 제조 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
지난 15일 한국과학기술연구원(원장 금동화, KIST)에 따르면, 에너지재료연구단 김동영, 조성무 박사팀이 개발한 이 기술은 전기방사 및 전기분사법을 이용해 태양전지용 나노구조 산화티타늄 전극소재를 적은 비용으로 손쉽게 대량 생산할 수 있는 신기술이다.

‘전기방사법 및 전기분사법’은 나노구조의 고분자, 금속산화물 등을 손쉽게 제조할 수 있는 새로운 방법으로 나노섬유구조를 이용한 미세기공 필터, 분리막, 생체배양배지 뿐만 아니라 센서전극, 이차전지전극, 태양전지전극, 수퍼캐패시터 등의 전자재료로서도 많은 개발이 이뤄지고 있다.
특히 이 방법은 다양한 기판에 직접 활성전극을 제조가 가능하므로 기존의 페이스트 방법에 의해 제조하는 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. 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.

이번에 개발한 나노구조 태양전지 전극 제조기술과 관련하여 13건의 국내외 특허를 출원 중인 김동영 박사는 “염료감응형 태양전지 전극 제조의 독창적인 원천기술을 개발하여 기술 경쟁력을 확보하였으며, 향후 다양한 분야에서 활용가치가 높을 것”이라고 전망했다.
한편, KIST는 ‘나노구조 산화티타늄 광전극 제조 기술’ 상용화를 위해 (주)AMO와 최근 기술실시계약을 체결했다.