[정보전자소재] 염료감응 태양전지 최근 동향과 향후 전망

1. 염료감응 태양전지 개요

염료감응 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cells, DSSC)는 1991년 니콘(T.L. graphique)과 마이코(M. Gratzel)가 개발한 태양전지로, 전통적인 실리콘 태양전지와는 달리 저비용, 친환경적이며 유연성을 가진 점이 특징이다. DSSC의 기본 구조는 투명 전극, 염료 감응층, 전도성 전극, 전해질로 구성되어 있으며, 태양광을 흡수하여 전자를 생성하는 과정에서는 염료가 중요한 역할을 담당한다. 염료는 넓은 파장 범위에서 빛을 흡수하며, 대표적인 염료는 루타늄 기반 유기 염료와 단카인 등의 유기 염료가 사용된다.

이 태양전지는 실리콘 태양전지에 비해 제조 공정이 간단하고, 저온 공정이 가능하여 비용 절감이 가능하다. 또, 유연한 플라스틱 기판 위에 제작할 수 있어 곡면이나 가방, 옥상 등 다양한 장소에 설치할 수 있다는 장점이 있다. 2xxx년 이후로 DSSC의 광전류 변환 효율은 지속적으로 향상되어 왔으며, 현재까지 보고된 최고 효율은 약 13.0%에 달한다. 이는 일부 고성능 연구개발 제품 기준이며, 상용화 초기인 1990년대에는 효율이 7~8%에 불과했음을 감안하면 큰 발전이다.

최근 연구 동향은 염료의 광흡수 범위 확장…