금오공대, ‘고효율 태양전지’ 개발 성공

ⓒ 경북문화신문

금오공과대학교(총장 김영식)가 5일, 환경공학과 김태오 교수(52세·사진) 연구팀이 금속산화물(metal oxide)을 첨가한 새로운 광반응 물질을 염료감응형 태양전지(Dye sensitized solar cell)에 적용해 ‘고효율 태양전지 개발에 성공’했다고 밝혔다.

이번 연구 결과는 전기화학 분야 상위 7%의 권위 있는 국제 학술지인 ‘저널오브 파워소스(Journal of Power Sources, IF : 6.333)’에 지난 달 27일자로 게재됐다. 논문명은 이산화규소(SiO2)로 도핑된 염료감응형 태양전지의 광산란 특성 향상(Improvement of light scattering capacity in dye-sensitized solar cells by doping with SiO2 nanoparticles)이다. 연구논문의 주 저자는 금오공대 박사과정 박준용 학생(31세), 석사과정 이민준 학생(28세)이고, 교신저자는 김태오 교수이며, 금오공대 우수연구 그룹 육성사업의 지원을 받아 수행됐다.

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김 교수 연구팀은 입자크기를 감소시키는 질소(N)와 낮은 밴드갭 에너지로 인해 높은 전자 이동성과 높은 광산란 특성을 보이는 이산화규소(SiO2)를 합성, 이산화티탄(TiO2)에 도핑해 새로운 광반응물질을 제조했다. 연구팀은 이를 염료감응형 태양전지에 접목하여 빛의 흡수 능력이 향상되고 광변환 효율이 8.68%로 개선된 연구결과를 얻을 수 있었다. 특히, 제조한 광반응 물질의 물리, 전기적 특성의 평가 결과, 전자 재결합의 감소 측면에서 우수함을 증명하였고 태양전지 분야 이외에도 대기환경 분야에서 탈취 및 유해가스를 제거하는 흡착제 및 광촉매로 사용가능할 것으로 기대하고 있다.

김 교수는 “이 분야의 지속적인 연구 개발을 통해 향후 미래 고부가 가치의 에너지화를 실현하는데 최선을 다할 것”이라며 “함께 고생하고 노력한 연구실 학생들에게도 고마움을 전한다”고 밝혔다.

한편 김 교수는 지난해 12월에도 염료감응형 태양전지 개발로 ‘저널 오브 파워소스’에 게재된 바 있어 이 분야의 권위 있는 학술지에 연속 게재되는 성과를 낳았다. 또 올해 3월에도 산업폐수에서 신재생 에너지원을 개발하고, 폐수 내 발암물질 처리 기술을 세계 최초로 개발한 바 있다.