[스마트경제=복현명 기자] 이재준 동국대학교 융합에너지신소재공학과 교수 연구팀이 실내광/인공광 광전변환전지의 출력을 최대 63.4%까지 증가시킨 연구결과가 Wiley Online Library에서 발간하는 광에너지 변환 분야 최고 수준의 전문 학술지 ‘Solar RRL’ 표지논문으로 선정됐다.
이 교수(교신저자)는 Ashok Kumar 박사, 강형철 박사, Francis Asiam 박사, 유기천 박사와 함께 란탄계 나노입자인 SrF2에 프라세오디뮴(Pr, 원자번호 59번)과 이터븀(Yb, 원자번호 70번)을 동시에 도핑해 나노크기의 입방구조를 가지는 인광물질 SrF2:Pr3+-Yb3+ 을 최초로 합성했다. 이를 태양전지용 광전극에 포함해 광에너지 하향변환(down-conversion) 유도물질로 사용했다.
차세대 태양관 전지인 염료감응형 태양전지(DSSC)는 저렴한 소자 재료, 간단한 제조 공정, 우수한 성능(광전 변환 효율 13%)으로 인해 기존 실리콘 태양전지의 대안으로 큰 주목을 받고 있다.
최근 실내광/인공광 조건에서 작동하는 염료감응형 광전지(DSPV)는 높은 성능과 적용 가능성으로 웨어러블, 휴대용 스마트 전자제품의 에너지 자립에 새로운 길을 제시할 것으로 기대를 모은다. 그러나 실내광/인공광 조건에서는 낮은 광량으로 염료감응형 광전지(DSPV) 광전극의 광 수확 기능이 떨어져 낮은 광전 변환이 문제가 되고 있다.
이에 연구팀은 최초로 합성환 인광물질 SrF2:Pr3+-Yb3+을 염료감응형 광전지(DSPV)의 광전극에 도입을 제안, 광전변환전지의 출력을 최대 63.4%까지 증가시켰다. 이로 인해 에너지 자립형 웨어러블, 휴대용 스마트 전자제품, IoT 소자의 에너지 공급원 개발이 가능해졌다.
이재준 동국대 융합에너지신소재공학과 교수는 “이번에 개발한 기술은 염료감응형 태양전지(DSSC)에 대한 고효율 특성을 보일 뿐만 아니라 실내광/인공광 조건에서 고효율의 특성을 보이며 실내의 소자에 응용이 가능하다”며 “이번 연구가 국내외 IoT 시장에 무전원, IoT-네트워크 구동 소자 개발 연구에 도움이 됐으면 한다”고 말했다.
복현명 기자 hmbok@dailysmart.co.kr
