염료감응 태양전지의 연구 동향

Abstract

화석연료의 대량소비에 의한 온난화와 대기오염 등 지구 환경문제와 에너지 문제는 21세기에도 인류의 제일 중요한 과제로 될 것이다. 태양전지는 깨끗하고 무한한 태양에너지를 가장 효율적인 에너지 형태로 직접 변환하기 때문에 지구상 어느 장소에서도 이용 가능하며, 에너지, 환경의 가장 근원적인 해결책이 될 것으로 기대되고 있다. 그러나 이러한 열망에도 불구하고 태양전지의 폭넓은 보급을 위해서는 가격 경쟁력을 확보하는 것이 무엇보다 중요하며, 염료감응 태양전지는 기존의 박막태양전지에 비해 값싸게, 친환경 소재들로 제조할 수 있다는 가능성으로 인해 큰 주목을 받게 되었다. 특히 나노 입자 크기의 산화물 반도체를 이용하기 때문에 약한 광, 흐린 날에도 다른 태양전지들에 비해 고효율을 낼 수 있다. 또한, 염료구조의 다변화를 통한 태양전지의 컬러화 구현이 가능한 장점을 가지고 있기 때문에 매우 경쟁력 있는 소자로서 학계 및 산업계의 비상한 관심을 모으고 있다. 비록 염료감응 태양전지의 효율은 실리콘 태양전지 대비 절반수준에 불가한 수준이지만, 제조 단가를 5분의 1로 낮출 수 있다는 점에서 많은 기업들이 관심을 가지고 있다. 본 논문에서는 향후 상업적 및 학문적 발전 가능성이 무궁무진한 염료감응 태양전지에 대하여 구조와 원리 및 연구동향에 대하여 기술하고자 한다.