[굿모닝충청 남현우 기자] 국내 연구진이 열 차단과 전기 생산을 동시에 할 수 있는 태양전지 기술을 개발해 화제다.
KAIST는 본교 전기 및 전자공학부 유승협 교수와 성균관대 화학공학부 박남규 교수 공동 연구팀이 열을 차단하는 동시에 전기도 생산할 수 있는 반투명 태양전지 기술을 개발했다고 1일 밝혔다.
태양전지는 빛을 흡수해 전기를 생산하기 때문에 빛을 투과시키는 반투명 소재를 사용하게 되면 효율성이 떨어지며, 기존에 상용화된 결정질 실리콘 기반의 태양전지는 반투명하게 제작이 어렵다는 한계를 갖고 있었다.
연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 유·무기 복합물로 이루어진 페로브스카이트를 광전변환 재료로 이용, 사람의 눈에 보이는 가시광선은 투과시키고 눈에 보이지 않는 빛은 반사되도록 설계한 투명 전극을 양면에 모두 사용했고 반투명한 태양전지 제작에 성공했다.
개발된 태양전지는 수십 나노미터 두께의 얇은 박막으로 제작한 뒤 그 위에 반사를 줄이는 굴절률이 높은 절연층을 적층하는 방법을 사용함으로써 차량용 선팅 필름과 비슷한 수준인 7.4% 평균 가시광선 투과율을 보이는 동시에 13.3%의 광전변환효율을 보였다고 연구팀은 설명했다.
특히, 다수의 선팅 필름 제품들이 흡수를 통해 태양빛을 차단하기 때문에 필름 자체의 온도가 올라가는 반면 연구팀의 태양전지는 반사를 통해 열을 차단해 온도가 거의 올라가지 않아 자동차 선팅이나 건물 창호 등의 소재에 효율적으로 사용이 가능할 것으로 보인다.
유 교수는 “열 차단 기능성 반투명 태양전지는 추가적 광학 설계를 통해 색 조절도 가능하고 궁극적으로는 필름형으로도 제작 가능”하다며 “태양전지가 친환경 에너지 생산에서 나아가 새로운 부가가치를 창출하는 시대가 올 것”이라고 말했다.
한편, 이번 연구는 에너지 분야 학술지 ‘어드밴스드 에너지 메테리얼즈(Advanced Energy Materials)’ 7월 20일자 표지 논문으로 선정됐다.
