KOSEN 한인과학기술자네트워크

제 생각에는 사용시간의 문제가 아닐까요? 염료감응 태양전지는 염료를 이용하여 에너지를 전달하는 것으로 아는데 태양의 자외선을 많이 받으면 염료가 변성되어 효율이 떨어지기 때문이 아닌가 싶습니다. 기존의 태양전지 100만원을 들여서 10년을 사용하는데 염료 감응 태양전지로 50만원을 들여서 1년밖에 사용못한다는 뭐 그런거.. 효율도 얼마 차이가 나지 않는 경우라면요.. 짧은 생각입니다.

염료감응태양전지 (Dye-sensitized solar cell, DSSC)의 개발은 이미 스위스를 중심으로 하는 유럽, 일본을 중심으로 하는 아시아권, 그리고 미국 및 호주에서 많이 연구되었고 또 이미 그 실용성이 상당히 입증되었습니다. 그럼에도 불구하고 아직까지 실용화되지 못한 문제는 여러가지가 있겠지만 크게 두 가지로 나뉠 수 있습니다. 1. 안정성 문제 DSSC가 안정하다는 것은 이미 스위스의 Gratzel 그룹의 여러 논문등을 통해 입증되었습니다. 그러나 그것은 화학적 반응 측면에서 그렇다는 것일뿐입니다. 태양전지, 즉 셀(cell)이 야외에서 사용되기 위해서는 매일, 매월, 매년 달라지는 외적 요인들 (눈, 우박, 비, 온도 등)에 대해서 높은 내구성을 가져야만 합니다. 따라서 실제 태양광하에서 사용되기 위해서는 강한 기후변화들을 견뎌야 하는데, 현재까지 주로 연구된 방향이 glass 전극이 사용되어, 쉽게 깨질 수 있다는 문제가 있습니다. 둘째는 셀 내부에 유기 전해질이 사용되는데, 야외 온도가 높을 경우에는 이 전해질이 쉽게 증발하게 됩니다. 첫번재 문제를 해결하기 위해서, 유리전극이 아닌 폴리머전극 연구가 현재 많이 진행되고 있습니다. 폴리머전극은 쉽게 깨지지 않을 뿐만 아니라 flexible하기 때문에 구부려 쓸수도 있는 태양전지를 제조할 수 있습니다. 그러나 폴리머전극을 사용하기 위해서는, 폴리머전극 위에 TiO2를 코팅해야 하는데, 이 때 보통 450'C 되는 높은 소결온도를 필요로 합니다.따라서 폴리머의 물성이 이 온도에서는 견디지 못하는 부차적인 문제가 발생합니다. 그래서 현재는 낮은 온도에서도 TiO2를 쉽게 코팅할 수 있는 방법들이 연구되고 있습니다. 두번째 문제는 용액상태의 유기전해질이 아닌 고형 또는 반고형 상태의 유기전해질을 제조하는 방향으로 해결하려 합니다. 기존의 DSSC에서는 전해질 휘발을 막기 위해서 셀 주변을 밀봉하는 sealant를 사용합니다. 그러나 그렇다해도 여전히 휘발을 100% 막을 수 없으며 또 10년 이상 사용하고자 한다면 sealant의 내구성 역시 고려되어야 합니다. 그러나 전해질을 고형화 시킨다면 이 문제는 쉽게 해결될 수 있습니다. 이에 관한 연구를 최근에는 Solid-state dye-sensitized solar cell로 가칭하여 부르기도 합니다. 2. 특허 문제 어찌 보면 이 문제가 앞 문제보다 더 실질적이라 할 수 있습니다. 즉, 1번의 안정성 문제는 사실 그 해결법을 알고 있을지라도 2번 문제로 인해서 그 상용화를 서두르지 않을 수도 있습니다. DSSC는 스위스 EPFL의 Michael Gratzel 교수 그룹에 의해서 개발되었고 현재까지 Graztel 교수가 독보적으로 연구를 하고 있다고 해도 과언이 아닙니다. 따라서 DSSC에 관련된 원천 특허권은 Gratzel에 있으며 후발 주자들이 개발해서 상용화 하고자 할 때는 당현이 royalty를 지불해야만 합니다.그런데 재미있게도 그 원천 특허권이 향후 2~3년 이내에 상실됩니다. 즉 독점적 권리 인정 기간이 거의 마감되었다는 것입니다. 각국의 정부관계자 및 연구자들은 이 점을 조용히 주목하고 있습니다. 즉, 그들 상당수는 이미 상용화가 가능한, 혹은 상용화에 거의 이른 기술을 보유하고 있습니다. 다만 그 시기를 늦추고 있을 뿐입니다. 따라서 앞으로 몇년안에 Gratzel의 특허권 유효기간이 끝나면 보유한 기술을 선보일 것으로 예상되며 아마 그 때가 되면 상용화 노력이 더 거세질 것으로 보입니다. >현재 국내외에서 염료감응태양전지 개발이 많이 진행하고 있는데 >아직 양산화 한 곳은 호주 밖에 없는 것 같습니다. >국내에서 염료감응태양전지를 상화화하여 건물등에 적용하는데 >문제점이 무엇이 있는지 알고 싶습니다. >가격면에서 실리콘태양전지보다 우수한 것으로 알고 있는데, >효율이 떨어져서 그런가요? > >알고 계신분은 회신이나 자료를 보내주시면 감사하겠습니다.

앞의 두분이 말씀을 잘해 주셔서 부연 설명만 드리겠습니다. 염료감응 태양전지의 상요화에서 가장 문제가 되는 부분은 특허가 될 수 있습니다. 그리고 장기 안정성에 대한 문제가 있습니다. 그러나, 가장 큰 문제는 타 태양전지와의 기술차별성 및 가격 차별성이 생각보다 크지 않다는 부분에 있습니다. 회사에서 태양전지 사업화 가능성 검토할 때, 가격이나 장비에 대한 부분이 가장 큰 변수로 작용했던 걸로 기억합니다. 국내에서 염료감응형 태양전지 장비를 생산하고 계시거나 개발하고 계신 분들이 있지만, 아직 다른 종류의 태양전지에 비하여 상용화에 시간이 걸릴것으로 예상합니다. >현재 국내외에서 염료감응태양전지 개발이 많이 진행하고 있는데>아직 양산화 한 곳은 호주 밖에 없는 것 같습니다.>국내에서 염료감응태양전지를 상화화하여 건물등에 적용하는데>문제점이 무엇이 있는지 알고 싶습니다.>가격면에서 실리콘태양전지보다 우수한 것으로 알고 있는데,>효율이 떨어져서 그런가요?>>알고 계신분은 회신이나 자료를 보내주시면 감사하겠습니다.