염료감응형 태양전지(DSSC) 및 태양전지섬유

Abstract

본 연구는 현 정부가 지향하고 있는 저탄소 녹색성장의 기술인 신재생에너지에서 최근 가장 각광을 받고 있으며, 성장 동력이 큰 차세대 신재생에너지 기술인 염료감응형 태양전지와 이것을 융합한 섬유기술의 특허 동향을 파악하여 염료감응형 태양전지의 기술적 수준 및 한국, 미국, 일본, 유럽 그리고 WIPO(국제특허)에서 어떤 기술들을 중점으로 개발하고 있는지를 파악하고, 그에 따른 포트폴리오와 각 국가들의 내외국인 특허 비율, 주요출원인 그리고 각 국가별로 중점을 두고 개발하고 있는 기술별 특허동향 및 그에 따른 공백기술을 파악하여 기술의 방향성을 제시하고자 한다. 작성 방법은 중요 검색식을 조합하고 검색하여 추출된 특허를 검안 검색을 통해 염료감응형 태양전지 특허만을 추린 다음 그 특허들을 기술과 출원주체 등으로 분류하고, 보강데이터를 첨부하여 그래프와 표를 작성하고 그에 따른 동향을 파악하였다. 그 결과, 염료감응형 태양전지는 일본이 가장 많은 특허를 출원하고 있고, 다음으로 한국 출원이 많았다. 염료감응형 태양전지는 발전단계에 위치하고 있으며, 일본은 1998년부터 출원이 급격하게 증가하고 있는 반면 한국은 2003년에부터 특허출원이 증가 하고 있다. 출원되고 있는 특허의 대부분은 제조 및 화학전지로 분류되고 있으며, 그 외의 기술인 염료 및 나노기술, 전해질과 전극의 물질, 전해질과 전극의 화합물 그리고 용도 등에는 그 특허수가 적어 공백 기술로 판단되어 지고, 그에 대한 기술 개발이 필요하다. 염료감응형 태양전지에 섬유기술을 융복합한 기술은 그 특허수가 매우 적어 초기 발전단계로 보여 진다. 그 기술에는 Konarka사가 개발하고 있는 fiber 형태의 염료감응형 태양전지와 전기방사를 이용한 산화티타늄을 사용하는 반도체 전극 등의 특허가 있다. 염료감응형 태양전지에 섬유기술을 융복합한 기술과 같은 초기 발전단계에는 기술 선점이 매우 중요하여 그에 따른 기술 개발이 시급한 상태이고, 또한 섬유기술인 필라멘트를 제조하는 방사(spinning)기술과 섬유의 염료 및 안료를 이용한 염색기술, 그리고 텍스타일을 제조하는 편직과 직조기술 등을 염료감응형 태양전지에 융복합하는 기술 개발이 시급하며 또한 이를 이용한 기술 선점을 위해 꼭 필요하다. 염료감응형 태양전지는 다른 태양전지에 비하여 에너지 변환효율은 10-11%로 떨어지는 단점을 가지고 있으나, 20년으로 긴 수명과 제조비용 및 설치비용이 적게 들며, 염료감응형 태양전지는 투명하고, 다양한 컬러를 연출할 수 있는 다양한 장점을 가지고 있어 그 응용분야가 광범위하다. 앞에서 말한 것과 같이 염료감응형 태양전지의 제조기술에 편중된 특허 출원에서 에너지 변환효율을 높일 수 있는 염료 및 전해질 또는 반도체 그리고 전극 등과 같은 기술로 개발 방향을 바꿔야 한다고 판단되며, 또한 염료감응형 태양전지의 광범위한 응용분야와 용도개발도 필요한 실정이다.