영남대학교(총장 노석균)는 영남대 화학공학부 안광순 교수팀이 미래 에너지원으로 손꼽히는 '양자점(quantum dot, 빛을 잘 흡수하는 나노 반도체 입자) 감응 태양전지'의 신기술을 개발했다고 8일 밝혔다.

이 기술은 값싸고 효율적으로 에너지를 생산할 수 있도록 하는 것이 특징이다. 이번 연구는 영남대 안광순 교수팀이 서울대 성영은 화학생물공학부 교수팀, 한국과학기술연구원 고민재 박사팀과 공동으로 진행했다. 태양 에너지를 보다 효율적으로 이용할 수 있도록 했다는 점에서 의의가 크다.

양자점 감응 태양전지는 지난 1998년 처음 보고됐다. 차세대 에너지원으로 활용하기 위해 활발한 연구가 진행되고 있는 태양전지 중 하나다. 양자점 감응 태양전지의 성능을 향상시키기 위해서는 태양빛을 효과적으로 흡수해 많은 전자를 생산하도록 하는 기술뿐만 아니라, 촉매전극에 도달한 전자가 전해질을 얼마나 빠르게 환원시키느냐하는 문제도 중요한 기술적 난제였다. 이러한 중요성에도 불구하고 지금까지 대체 촉매전극에 대한 연구는 매우 미진했다.

연구팀은 기존에 사용되던 백금, 금, 황화구리 촉매를 대신해 내구성과 성능이 뛰어날 뿐만 아니라 가격경쟁력 또한 갖춘 질화니켈 촉매전극을 개발했다. 양자점 감응 태양전지의 성능을 향상시키는데 성공한 것. 연구팀은 질화물 기반 화합물이 내구성이 매우 뛰어나다는 점에 주목했다. 촉매 특성을 가진 니켈기반 질화물(질화니켈)을 합성했다. 이를 통해 기존 촉매물질보다 훨씬 우수한 성능과 내구성을 가진다는 것을 이번 연구를 통해 밝혔다.

이번 연구결과는 '질화니켈을 이용한 양자점 감응 태양전지 대체 촉매전극 개발'이라는 제목으로 관련 분야 상위 7.3%에 해당하는 세계적 권위지인 <사이언티픽 리포트>(Scientific Reports, 영향력 지수(IF) 5.078) 온라인판 최신호(5월 21일자)에 게재됐다.

영남대 안광순 교수는 "전 세계적으로 아직까지 태양전지 분야를 포함한 신재생 에너지원의 수급은 매우 부족한 실정"이라며 "이번 연구로 양자점 감응 태양전지의 상용화를 한 발 앞당길 수 있을 것"이라고 말했다.

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