울산과기원, 빌딩·車 유리창으로 태양광발전 기술 개발

빌딩·車 유리창으로 태양광발전

울산과기원 서관용 교수 연구진, 투명한 실리콘 태양전지 개발

    국내 연구진이 고층 건물 외벽이나 자동차 선루프 같은 외관 유리창을 활용해 태양광발전(發電)을 할 수 있는 기술을 개발했다.

서관용 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 교수와 이승우 고려대 KU-KIST융합대학원 교수 공동 연구진은 12일 국제학술지 '줄'에 발표한 논문에서 "어둡고 탁한 색을 띠는 결정질 실리콘 태양전지에 사람 눈으로 식별하기 힘든 미세 구멍을 만들어 투명하게 만드는 데 성공했다"고 밝혔다.

국내 연구진이 개발한 '투명 실리콘 태양전지(오른쪽)'. 기존 태양전지 기판(왼쪽)과 달리 투명해, 고층 건물 외관 유리창 등을 활용해 태양광발전을 할 수 있다. /연합뉴스

 

최근 고층 건물 외벽이 대부분 유리창으로 바뀌면서 이를 활용해 전기를 생산할 수 있는지에 대한 연구가 활발하게 진행됐다. 기존 태양전지 시장의 90% 이상을 차지하는 결정질 실리콘 태양전지는 주로 가시광선 영역의 태양광을 흡수해 전기를 만든다. 문제는 유리창을 투명하게 만들면 가시광선이 그대로 통과해 전기 생산이 불가능하다는 점이다.

서관용 교수 연구진은 빛이 통과할 수 있는 미세 구멍을 만드는 간단한 방법으로 실리콘 태양전지를 투명하게 만들었다. 미세 구멍은 0.1㎜ 크기로 머리카락 굵기와 비슷해 눈으로 구별하기 어렵다. 이런 미세 구멍이 있는 부분에서는 가시광선이 통과하기 때문에 유리창은 투명하게 보이고, 빛이 통과하지 못하는 부분에서는 태양광을 흡수해 전기를 만들게 된다. 연구진은 투명 실리콘으로 만든 태양전지로 최고 12.2%의 발전 효율을 얻었다. 현재 태양광 발전 효율(20%)에는 못 미치지만 태양광의 3~4%만 전기로 바꿀 수 있었던 기존 투명 태양전지와 비교하면 큰 성과다.

 

서관용 교수는 "결정질 실리콘은 투명할 수 없다는 고정관념을 깬 매우 의미 있는 연구"라며 "광 투과율도 다양하게 조절이 가능해 건물의 유리창부터 자동차 선루프까지 다양한 분야에 응용할 수 있다"고 밝혔다. 연구진은 앞으로 투명 실리콘 태양전지의 발전 효율을 15%까지 높이고 전극도 투명 소재로 만들면 상용화가 가능하다고 보고 있다.
이영완 과학전문기자 조선일보
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