성능 3배 향상된 바이오 태양전지

국내 연구팀이 은 나노입자와 엽록소를 결합해 기존보다 싼 가격에 성능은 약 3배 향상된 바이오 태양전지를 개발했다.
미래창조과학부는 글로벌프런티어사업의 '하이브리드 인터페이스 기반 미래소재연구단'(단장 김광호)과 강정구 한국과학기술원 교수팀이 이같은 연구성과를 올렸다고 25일 밝혔다. 지구상에 무한히 존재하는 식물의 엽록소를 이용해 싼 가격으로 친환경적인 전력 생산이 가능한 태양전지를 상용화할 수 있는 기술적 토대를 마련했다고 밝혔다.
현재 가장 보편적으로 사용되는 실리콘계 태양전지는 초기 투자비용이 높아 상용화의 큰 진입장벽이 있다. 지구상에 무한히 존재하는 식물의 엽록소를 이용한 바이오 태양전지는 전력생산 단가를 획기적으로 낮출 수 있지만 무기물질인 태양전지 구성물과 자연생물체인 엽록소를 효과적으로 결합하는 방법이 제시되지 못했었다.
연구팀은 10나노미터(nm) 크기의 미세한 은 입자를 식물에서 추출한 엽록소와 결합해 기존보다 약 200% 향상된 고효율의 바이오 태양전지 제작에 성공했다. 은 나노입자는 엽록소에서 빠져나가는 파장대의 빛을 흡수해 재사용할 뿐만 아니라, 엽록소를 전극기판 위에 배열할 때 출력저하도 감소시켜 태양전지의 효율을 증가시키는 역할을 한다.
연구팀은 "이번 연구는 향후 자연계에 풍부하게 분포된 다양한 광흡수체를 태양전지 부품으로 효과적으로 사용할 수 있는 해결책을 제시했다"면서 "환경문제와 에너지 문제를 동시에 해결할 수 있는 새로운 원천기술 개발과 상용화에 큰 역할을 할 것으로 기대된다"고 말했다. 이 연구결과는 에너지 과학분야의 세계적인 학술지인 '어드밴스드 에너지 메터리얼즈' 온라인판에 게재됐다.
[박기효 기자]