updated. 2020.10.22 목 14:14
FUTURE ECO
상단여백
HOME 월간퓨쳐에코 이슈/진단 기획/이슈/진단
진화하는 태양전지 어디에든 장착한다
  • 조중혁 기자
  • 승인 2020.10.10 09:45
  • 호수 133
URL복사

미래시대의 새로운 에너지원으로 꼽히는 태양전지가 첨단기술의 힘을 입어 그 모습을 바꾸고 있다. 과거 태양열은 신재생에너지를 상징하는 1등 공신이면서도 설치의 어려움과 화석연료에 비해 부족한 에너지 효율로 좋은 평가만 받지는 않았다. 이제는 그 관념이 바뀔까?

 

편리함의 끝, 어디든지 칠하면 완성되는 태양전지

태양 에너지를 이용해 발전을 하는 태양전지는 그동안 설치하는 장소에 애를 먹었다. 집의 지붕에 빼곡히 설치된 검은색 집광판들은 친환경에너지를 사용하는 상징임과 동시에 끊임없는 관리가 필요하기도 했다. 이런 태양전지를 보다 효율적으로 바꾸기 위해 사람들은 노력을 계속했고 그리고 2011년 일본의 호쿠리쿠 과학대학(JAIST)의 시모다 테츠야 교수팀이 세계 최초로 액체실리콘을 이용한 도포프로세스에 의해 비정질 박막형 태양전지 개발에 성공했고, 액체형 태양전지에 대한 새로운 시대가 열렸다.

이 태양전지의 우수한 점은 바로 고체가 아닌 액체의 형태이기 때문에 페인트와 마찬가지로 어디서나 발라놓고 굳히면 훌륭한 태양전지 판이 될 수 있다는 것이다. 물론 전기를 활용할 기기는 함께 설치해야 할 것이다. 어디든지 바를 수 있다는 것은 이 액체형 전지를 건물이나 자동차 등과 같은 공간에 맞춰 원하는 식으로 만들 수 있기 때문에 큰 규격의 생산시설을 만들기 힘든 세계빈곤층이 밀집한 개발도상국에서도 얼마든지 발전체계를 만들어낼 수 있다.

또한 기존의 태양전지 패널 역시 낡으면 버리는 것이 아니라 덧발라 태양전지 패널을 보강할 수 있기도 하다. 그리고 이듬해 2012년에는 남캘리포니아대학에서 돈시페 캠퍼스 화학과 조교수 리처드 L. 브루체이는 나노결정을 이용한 프린팅 가능한 태양전지를 설계하기도 했는데, 크기가 약 4 나노미터(10-9 미터) 정도로, 핀 끝에 2500억 개를 올려놓을 수 있을 정도라고 밝혔다. 특히 이 태양전지는 용액 안을 떠다닐 수 있어서 신문을 찍듯이 태양 전지를 프린트할 수 있다.

 

우리나라에서 개발한 최첨단 용액형 태양전지, 상용화 가능성에 큰 획을 긋다

한국에서도 이 같은 신개념 태양전지에 대한 연구가 본격적으로 결실을 맺었다. 최근 한국과학기술연구원(KIST) 광전하이브리드연구센터에서 새롭게 모습을 드러냈다. 연구센터에 재직 중인 손해정 박사팀이 지난 8월 27일 ‘태양전지 원료의 용액을 코팅 후 고체화되는 속도를 제어하는 방법으로 만든 고효율 유기 태양전지’를 소개한 것이다. 손 박사의 팀이 이룩한 연구결과는 국제적 에너지 분야의 학술지인 ‘나노 에너지’에 기재되기도 했다.

하지만 아직 연구를 보완해야 할 부분도 많다. 우선 이 기술은 필드에서 활약할 잠재력을 갖추고 있지만 현재는 실험실에서 성공한 수준이라 적용에 있어서 후속 연구가 필요하다. 용액 코팅을 통해 그려진 활성영역을 통해 태양열을 받고 전기를 생성하는 데 아직은 그 활성 영역이 매우 작다. 그리고 이를 산업 현장에서 쓰이는 정도의 넓이로 적용하면 태양전지의 성능이 떨어져 산업용으로 쓰기는 쉽지 않다.

이번 우리나라에서의 연구는 상품화를 위한 후속연구가 필요하지만 고품질의 대면적 용액공정이 가능한 액체형 태양전지 소재의 핵심 디자인 원리를 제안했다는 것이 상징적이다. 이 연구를 통해 앞으로 용액화 시킨 태양전지 개발이 가속화될 것이기 때문이다.

앞으로 태양열 발전 방식이 도시에 최적화가 된다면, 어디서나 만날 수 있는 생활친화적인 에너지원으로 자리 잡을 것이다.

조중혁 기자  megnumfire@gmail.com

조중혁 기자의 다른기사 보기
icon인기기사
여백
여백
기사 댓글 0
전체보기
첫번째 댓글을 남겨주세요.
여백
환경행사
여백
여백
여백
여백
여백
여백

QR 코드

Back to Top