금오공대 `연료감응형 태양전지` 개발

김태오 환경공학과 교수팀

▲ 박사과정 박준용 왼쪽부터 김태오 교수, 석사과정 김성범, 이민준씨. /금오공대 제공

금오공과대학교 환경공학과 김태오 교수의 태양전지연구팀이 새로운 광반응물질을 개발, 이를 염료감응형 태양전지(Dye sensitized solar cell)에 적용해 전기연료를 생산하는데 성공했다.

이번 연구결과는 에너지 및 연료분야의 권위 있는 국제 학술지인 저널 오브 파워소스(Journal of Power Source) 온라인판에 지난달 30일자로 게재됐다.

주 저자는 박사과정 박준용 학생, 교신저자는 김태오 교수다.

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: 10.1016/j.jpowsour.2015.12.087)이다.

염료감응형 태양전지란 염료에 태양광을 조사해 들뜬 상태의 전자가 전지내부를 순환하며 전기를 생산하는 방식이다.

그동안 질소 및 금속을 이용해 염료감응형 태양전지를 제작한 연구는 다수 있었지만, 합성된 질소와 구리를 이산화 타이타늄(TiO2)에 도핑시키는 방법은 처음 시도된 것으로 이번 연구 발표 당시 상당히 높은 연료 효율(11%)이 달성돼 놀라움을 안겼다.

또 연구팀은 최적의 금속 첨가량을 규명했으며 이번에 개발한 광반응물질은 물리적, 전기적 특성평가로 그 우수성이 확인됐다.

앞으로 실용화 연구를 지속한다면 염료감응형 태양전지 분야 뿐 아니라 대기환경 및 수질환경 분야에서도 흡착제 및 광촉매로 사용가능할 것으로 판단된다.

김태오 교수는 “모든 연구업적은 연구실 석·박사과정 학생의 노력으로 맺은 결실”이라며 “수도권 대학에 비해 열악한 연구 환경에도 불구하고 새로운 연구에 대한 끊임없는 열정으로 좋은 성과를 내고 있는 연구실 학생들에게 고마움을 전하고 싶다”고 말했다.

구미/김락현기자 [e-mail]