금오공과대학교(총장 김영식) 환경공학과 김태오 교수의 태양전지연구팀이 염료감응형 태양전지(Dye sensitized solar cell) 개발에 성공했다.

김 교수를 비롯해 박준용 씨, 김성범 씨, 이민준 씨로 구성된 연구팀은 새로운 광반응물질을 개발해 이를 염료감응형 태양전지에 적용했고 전기연료를 생산하는데 성공했다. 이 연구 결과는 에너지 및 연료분야의 권위 있는 국제 학술지인 '저널 오브 파워소스(Journal of Power Source)' 온라인판 12월 30일자에 게재됐다.

논문명은 '구리와 질소가 첨가된 이산화티타늄 광전극을 이용한 고효율의 염료감응형 태양전지 제조(Copper and Nitrogen Doping on TiO2 Photoelectrodes and Their Functions in Dye-Sensitized Solar Cells, DOI information)'이다.

염료감응형 태양전지란 염료에 태양광을 조사해 들뜬 상태의 전자가 전지내부를 순환하며 전기를 생산하는 방식이다. 그동안 질소와 금속을 이용해 염료감응형 태양전지를 제작한 연구는 다수 있었지만 합성된 질소와 구리를 이산화 타이타늄에 도핑시키는 방법은 김 교수 연구팀이 처음 시도한 것이다. 연구 결과 상당히 높은 연료 효율(11%)이 달성돼 학계에 놀라움을 안겼다.

또한 연구팀에서는 최적의 금속 첨가량을 규명해 물리적·전기적 특성평가로 그 우수성이 확인됐다. 이 이점을 활용해 향후 실용화 연구를 지속한다면 염료감응형 태양전지 분야 뿐 아니라 대기환경 및 수질환경 분야에서도 흡착제 및 광촉매로 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

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