건물 안팎에서 전기 생산… ‘양면태양전지’ 개발

 

 

 

건물 안팎에서 전기 생산… ‘양면태양전지’ 개발

 

 

 

국내 연구진이 앞면으로는 태양빛을, 뒷면으로는 실내조명 빛을 흡수해 전기를 생산하는 양면 박막 태양전지 기술을 세계 최초로 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 청청에너지연구센터 민병권 박사 연구팀은 양면에서 동시에 전기를 생산하는 CIGS 박막 태양전지 기술을 개발했다.
CIGS 박막 태양전지는 일반적으로 구리(C)·인듐(I)·갈륨(G)·셀레늄(S)으로 구성된 반도체 물질을 광흡수층으로 사용하는 태양전지를 말하지만, 연구팀은 이번 연구에서 셀레늄 대신 황을 이용해 전압과 투명도를 높였다.
CIGS 박막 태양전지는 실리콘 태양전지보다 가볍고 무더위나 추위에도 90% 이상의 발전효율을 유지할 수 있어 차세대 태양전지로 주목받고 있다. 그러나 태양빛이 투과할 수 없을 만큼 불투명하기 때문에 한쪽 면으로만 빛을 흡수해 전기를 생산한다는 한계가 있다.
또 광흡수층을 제조할 때 진공증착 방법을 사용해 제조비용이 비싸고, 용액공정 과정에서 결함이 발생해 효율이 떨어진다는 기술적 난제를 안고 있다.
연구팀은 기공과 같은 결함들이 오히려 박막의 투명도를 높이는 데 도움이 되는 점에 착안해 연구를 진행했다.
인듐주석산화물(ITO)과 같은 투명 전도층이 코팅된 유리 기판과 저비용 용액공정을 이용해 반투명 특성이 있는 양면 박막 태양전지를 개발한 것이다.
반투명 CIGS 박막 태양전지는 창문처럼 쓰이는 창호형 건물일체태양광발전(BIPV)로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
지금까지 창호에 사용할 수 있다고 판단된 태양전지는 염료감응형 태양전지(DSSC)가 유일하다. 그러나 휘발성이 크고 유독한 액체 전해질을 사용해 제작하기 때문에 내구성이나 안전성이 떨어진다는 한계가 있다.
이번에 개발한 박막 태양전지 기술은 무기물을 기반으로 하기 때문에 내구성과 안전성이 뛰어나다.
민 박사는 “이번에 개발한 박막 태양전지 기술의 가장 큰 장점은 태양전지 앞면에서 태양광을 흡수해 전기를 생산할 때 뒷면에서 실내조명 등 약한 빛을 쪼이면 태양전지 성능이 더욱 향상된다는 것”이라며 “이는 건물일체 창호형 태양전지로 쓰일 때 더 큰 효용성을 발휘할 것”이라고 설명했다.
##이 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 시행하는 기후변화대응기술개발사업의 지원을 받아 수행됐으며 지난 18일 세계적 과학전문지인 ‘사이언티픽 리포츠’(Scientific Reports) 온라인판에 실렸다.
<출처: 미래창조과학부>

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 건물 안팎에서 전기 생산… ‘양면태양전지’ 개발