창문을 통해서 전력을 공급할 수 있는 새로운 태양전지
영국 케임브리지 대학(University of Cambridge)의 연구진은 전기를 자체적으로 생성할 수 있는 스마트 창문용 박막 태양전지의 성능을 향상시킬 수 있는 새로운 방법을 개발했다.
이 실험에는 투명한 유리에 적합한 염료 감응형 태양전지를 사용했다. 대부분의 이전 연구는 전해질 성분을 고려하지 않고 작용 전극의 분자 기능을 모델링했다. 이번 연구는 화학 성분이 태양전지의 성능에 영향을 끼칠 수 있다는 것을 보여주고 있고, 이를 활용하면 광전 효율을 향상시킬 수 있을 것이다.
이 연구는 염료 감응형 태양전지에 중성자 반사 측정법(Neutron reflectometry)을 적용한 세계 최초의 사례이다. 중성자 반사 측정법은 X-선 반사 측정 기술과 유사하게 고해상도 박막 구조를 측정할 수 있지만, 창과 같은 시스템에서 수행된 것은 이번이 처음이다.
이전 연구는 공기 또는 용매에 노출된 환경 속에서 이런 계면 구조를 평가하는 것이 힘들었다. 이러한 한계 때문에 유사한 태양전지 환경을 만드는 것이 어려웠다. 이번 연구는 이런 제약 조건을 넘어서게 했다. 그래서 이산화티타늄이 포함되는 박막 전극이 태양전지의 효율에 어떤 영향을 끼치는지를 확인할 수 있었다.
성능적인 측면에서, 이번에 개발된 염료 감응형 태양전지는 세계 최초로 14.3%의 전력 변환 효율을 가질 수 있었다. 이 방법은 금속이 함유된 물질보다 저렴하고 환경 친화적인 합성을 가능하게 한다.
이 연구결과는 지속 가능한 에너지를 공급할 수 있는 스마트 윈도우 기술을 발전시키는데 도움을 줄 수 있을 것이다.
