탄소나노튜브 이용 태양전지 개발
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전기연구원, 최대효율 6% 대면적 DSSC 개발 … 제작비용 크게 낮춰 한국전기연구원은 광전기 연구그룹 이동윤 박사팀이 모듈 최대 효율 6%, 서브모듈 크기 10cmX10cm의 탄소나노튜브(CNT) 상대전극을 이용한 염료감응형 태양전지(DSSC) 대면적 모듈을 세계 최초로 개발했다고 6월17일 발표했다.이에 따라 실리콘(Silicone) 태양전지 시장을 대체할 차세대 태양전지 분야에서 상용화를 서두르고 있는 일본을 비롯한 해외기업들에 비해 열세였던 국내기술을 타개하고 동시에 국내외 태양전지 시장에서 새로운 시장을 개척할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 개발된 DSSC는 고가의 백금을 상대전극으로 사용하는 것에 비해 가격이 저렴하고 화학적인 안정성이 뛰어나면서도 촉매특성이 우수한 탄소나노튜브를 사용함으로써 태양전지의 특성을 유지하면서도 제작비용을 크게 낮춘 것으로 평가됐다. 이동윤 박사팀은 2004년 세계 최초로 탄소나노튜브를 이용한 태양전지 단위셀(Cell) 개발에 성공한 데 이어, 3년간 추가 개발을 통해 상용화가 가능한 대면적 모듈 형태로 개발하는 데 성공했다. 특히, 개발에 사용된 탄소나노튜브는 어플라이드카본나노와 공동으로 국산 신기술을 이용해 개발한 것으로써, 관련 특허 및 기술을 국내에서 모두 보유하고 있어 기술적 부가가치가 매우 클 뿐만 아니라 앞으로 수출에서도 큰 성과가 기대되고 있다. 개발된 태양전지는 단위셀 효율이 8.5%, 대면적 서브 모듈 효율은 6%에 달하는 상용이 가능한 대면적 시제품이다. 염료감응형 태양전지는 1㎠ 미만의 실험실에서 제작되는 작은 단위셀 형태로는 통상 8-11%의 고효율이 가능하지만 상용화를 위해 대면적으로 제작하면 5%의 효율을 넘지 못하고 있다. 염료감응형 태양전지는 2008년 10월 스위스의 그라첼 교수가 보유한 원천특허가 만료되는 시점에 맞추어 일본을 중심으로 한 해외기업들이 상용 시제품을 대거 발표할 것으로 예상되고 있다. 이동윤 박사는 “현재 일본기업들을 중심으로 국외에서 백금 등을 이용해 효율 5% 이상의 대면적 상용 모듈 제품이 속속 개발되고 있어, 국내에서도 조기에 일본 수준을 따라잡지 못하면 2012년 이후 10조 이상의 차세대 태양전지시장에서 소외될 가능성이 커지고 있는 상황”이라고 강조했다. 이동윤 박사팀은 개발된 DSSC와 관련해 15건 이상의 국내외에 특허를 출원 등록 중이며 국내기업 등과 함께 2010년 출시를 목표로 제품을 개발하고 있다. 한편, 전세계 태양전지시장은 2010년 500억달러에 달하며, 염료감응형 태양전지는 2010년 이후 시장을 형성해 2010년 1000억원, 2015년에는 1조원 이상의 시장이 형성될 것으로 예상되고 있다. <화학저널 2008/06/17> |
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