1990년대부터 실리콘을 대체할 수 있는 태양광 기술이 개발되어 건물, 운송, 온실 농업 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. Irig의 연구원들은 염료 기반 태양 전지를 개발하고 있으며, 조명 아래에서 불투명해지면서도 색을 충실히 재현하는 광 변색 전지를 생산했습니다. 이 현상은 가역적이기 때문에 유리 아래 건물, 운송 또는 농업의 다양한 응용 분야에서 동적 광학 특성을 가진 유약 분야에 사용할 수 있는 길이 열렸습니다.

Irig의 연구원들은 카바졸 단위로 치환된 디페닐-나프토피란 계열의 광변색 염료를 기반으로 태양전지를 개발하고 특성을 분석했습니다.

디페닐아민으로 치환된 기준 염료에 비해 이 새로운 염료는 가시 스펙트럼에서 더 나은 연색성, 넓은 흡수 및 빠른 탈색 동역학을 가지고 있으며, 그 결과 최대 3%의 효율을 보였습니다. 또한 연구진은 투명도가 66%에서 50%까지 다양하고 14mW의 전력을 생산하는 14cm2의 활성 표면을 가진 반투명 태양광 미니 모듈을 제작했습니다. 연색성 지수는 셀의 착색 상태에 관계없이 95보다 높습니다(그림 참조).

그림: 반투명 미니 모듈에 통합된 태양전지의 가시광선 투과율, 사람의 눈에 대한 광학적 반응 스펙트럼은 회색으로 표시되어 있습니다. 오른쪽은 23cm2 미니 모듈을 통해 촬영한 나비의 예(1) 색 활성화 전과 (2) 활성화 후의 모습입니다.

이러한 결과는 광변색 감광제의 분자 공학이 동적 광학 특성을 가진 반투명 태양전지 개발에 적합한 전략임을 보여줍니다. 이제 사용자의 시각적 편안함을 보장하면서 빛의 투과율이 빛의 조건에 따라 스스로 조절되는 색 변경이 가능한 투명 태양전지를 설계할 수 있게 되었습니다.

참고: Fauvel S, Riquelme A, Andrés Castán J-M, Mwalukuku V, Kervella Y, Kumar Challuri V, Sauvage F, Narbey S, Maldivi P, Aumaître C and Demadrille R
Push-pull photochromic dyes for semi-transparent solar cells with light-adjustable optical properties and high color-rendering index.
Chemical Science 2023.

출처: techno-science.net