나노입자를 이용한 염료감응형 태양전지

1) 태양에너지 변환의 중요성 현재 지구상에서 소모되는 에너지의 비율 중 70% 이상이 화석연료이다. 화석연료는 자원의 고갈로 인하여 새로운 에너지원으로 대체되어야 한다는 것은 필연적이다. 이러한 에너지원으로서 원자력 등 많은 것들이 사용되거나 제시되고 있지만, 미래의 가장 큰 문제 중의 하나인 환경문제와 연결하여 생각하면, 이용가능한 에너지는 재생에너지여야 한다. 재생에너지란 그것이 사용되어지는 속도와 재생성되는 속도가 유사한 에너지를 말한다. 대부분의 자연력에 의존하는 에너지가 이에 해당되는데, 대표적인 것으로 태양에너지, 목재, 수력, 풍력, 조력 등이 있다. 태양에너지는 지구상의 1%의 면적에서 10%의 효율로 이용되어도, 현재 인류가 필요로하는 2배 이상의 에너지를 제공할 수 있어, 에너지 전문가들은 향후 20년 내에 태양에너지의 사용량이 총에너지 사용량의 30%에 도달할 것으로 예상하고 있다. G. Smestad: Nanocrystalline Solar Cell Kit, Recreating Photosynthesis, Published by Institute for Chemical Education in the University of Wisconsin, p17, 1998 그러나 태양에너지는 지표 상으로 넓은 에너지 범위(300-2100nm)를 지닌 전자기파의 형태로 방사되므로, 이의 이용을 위해서는 사용가능한 적절한 형태로 변환할 필요가 있다. 이러한 태양에너지 변환 기술에는 크게 분류하여, 태양열변환기술, 열전변환기술, 광전변환기술, 화학변환기술이 있다. 2) 태양전지 태양전지의 역사 광전효과는 1839년 베크렐(Becquerel)이 전해용액 속에 놓인 전극에 태양광을 비출 때 전기가 발생되는 현상을 발견함으로써 처음 확인되었다. 이를 이용한 실용적인 태양전지는 1954년 벨전화연구소의 연구진들이 p-n 접합을 이용하는 효율 6%의 전지를 만듦으로