KAIST 강정구 교수팀, 엽록소와 은나노 결합 … 광효율 200% 향상
화학뉴스 2014.08.26
국내 연구진이 은나노 입자와 식물의 광흡수체인 엽록소를 결합한 고효율 바이오 태양전지를 개발했다.미래창조과학부는 글로벌 프런티어사업의 하이브리드 인터페이스기반 미래소재연구단과 한국과학기술원(KAIST) 강정구 교수팀이 공동연구를 통해 10나노미터 크기의 은나노 입자를 식물에서 추출한 엽록소와 결합해 바이오 태양전지 효율을 약 200% 향상시키는 기술을 개발했다고 8월26일 발표했다. 현재 가장 보편적으로 사용되는 실리콘(Silicon)계 태양전지는 초기 투자비용이 비싸 실리콘을 사용하지 않는 태양전지를 개발하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 엽록소는 식물이나 녹조류 등에서 쉽게 대량 추출할 수 있고 가시광선 영역의 흡수특성이 뛰어나 지표면에 입사되는 태양에너지를 효율적으로 활용할 수 있어 엽록소를 태양전지의 광흡수체로 사용하면 태양전지 단가를 획기적으로 낮출수 있다. 그러나 무기물질로 구성된 태양전지와 자연생물체인 엽록소를 효과적으로 결합하는 방법을 구현하지 못해 바이오 태양전지 개발에 어려움을 겪어 왔다. 연구팀은 10나노미터 크기의 미세한 은나노 입자를 식물에서 추출한 엽록소와 결합해 기존 태양전지에 비해 효율이 약 200% 향상된 바이오 태양전지 제작에 성공했다. 은나노 입자는 엽록소에서 빠져나가는 파장대의 빛을 흡수해 재사용할 뿐만 아니라 엽록소를 전극기판 위에 배열할 때 출력저하도 감소시켜 태양전지의 효율을 향상하는데 핵심적인 역할을 하는 것으로 나타났다. 연구팀 강정구 교수는 “자연에 풍부하게 분포된 다양한 광 흡수체를 태양전지의 부품으로 사용할 수 있는 해결책을 제시한데 의의가 있다”며 “환경문제와 에너지문제를 동시에 해결할 수 있는 새로운 원천기술 개발과 상용화에 기여할 수 있을 것”이라고 강조했다. <화학저널 2014/08/26> |
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