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가시광 전체 영역의 빛을 흡수할 수 있는 판크로마틱(panchromatic) 염료감응 태양전지 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST) 태양전지연구센터 박남규(49ㆍ사진) 박사팀은 크로마토그래피 원리를 이용해 염료를 선택적으로 흡착하고 탈착할 수 있는 이동상(mobile phase)과 정지상(stationary phase) 물질을 개발, 서로 다른 색상의 염료를 선택적으로 수직 배열하는데 성공했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 영국의 권위있는 과학저널 ‘네이처 머티리얼스(Nature Materials)’ 28일자 온라인판에 게재됐다. KIST 연구진의 성과는 가시광 전 영역을 흡수하기 위한 서로 다른 3가지 색상의 염료를 나노결정 이산화티타늄(TiO2) 필름에 선택적으로 배열하는 것이 핵심이다. 그동안 TiO2 필름에 한가지 염료만 흡착할 수 있었던 단점을 극복, 염료감응형 태양전지의 효율을 획기적으로 높일 수 있을 것으로 평가된다. 염료감응 태양전지는 차세대 태양전지로서 각광받아 왔지만 TiO2 입자들로 이뤄진 필름에 염료가 흡착돼 있는 구조로 인해 한 가지 염료만 흡착, 넓은 영역의 빛을 활용하기 어려운 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해서는 서로 다른 색상을 갖는, 다시 말해 서로 다른 파장의 빛을 흡수하는 염료를 TiO2 필름에 선택적으로 흡착해야 하는데 지금까지 기술로는 실현하지 못했다. 이번 연구는 현재 11% 수준인 염료감응 태양전지의 효율을 획기적으로 높일 것으로 기대된다. 심사위원들도 이번 연구결과에 대해 “서로 다른 염료를 선택적으로 배열할 수 있는 매우 독창적 방법을 개발, 판크로마틱 염료감응 태양전지 실현의 새로운 지평을 열었다”고 평가했다.
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