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ⓒ 클립아트코리아

 

태양전지하면 어두운 색이 떠오르시지 않나요? 하지만 최근에는 무려 7가지 이상의 색깔을 구현할 수 있게 되었습니다. 2020년 6월 한국전자통신연구원에서 기존의 어두운 색의 태양전지를 추가 공정이나 비용 없이 다양한 색상 구현이 가능한 ‘친환경 컬러 CIGS 박막 태양전지' 개발에 성공하였다고 밝혔습니다. 나아가 세계 최초로 태양전지의 효율을 향상시키는 메커니즘도 규명하였는데요. 이를 통해 친환경 고효율 태양전지 제작 기술력이 높아질 것으로 기대되고 있습니다.

 

 

CIGS 박막 태양전지란?

CIGS 박막 태양전지는 무엇일까요? 태양광을 전기에너지로 변환하는 데 사용되는 박막형의 태양 전지로 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄으로 이루어진 화합물 유리나 플라스틱 등의 기판에 얇은 막으로 쌓아올린 전지입니다. CIGS 박막 태양 전지의 경우, 비 실리콘 계열 태양전지 가운데 광 흡수율이 높아 에너지 변환 효율이 가장 좋으며 안정성이 뛰어납니다. 또한 원자재 소비가 적으며 공정비용과 재료 비용이 저렴하다는 특징을 가지고 있습니다.

 

 

‘친환경 컬러 박막 태양전지’의 색깔 구현

태양전지의 색깔은 어떻게 구현될까요? 한국전자통신연구원의 연구진에 의하면 물 위에 떠 있는 기름띠가 무지개색으로 보이는 빛의 간섭 현상에 착안해 박막 구성층 두께를 조절해 여러 색깔을 구현한다고 합니다. 박막을 이루는 여러 층의 두께를 조절하면 박막을 통과하는 빛의 굴절률이 변한다는 점에 착안한 것이죠. 뿐만 아니라 이번에 구현된 박막 태양전지의 경우, 두께는 3㎛에 불과하며 유리기판 뿐만 아니라 유연기판에 코팅도 가능하다고 합니다.

 

CIGS 박막 태양전지는 유해 중금속인 카드뮴을 함유한 소재를 완충층으로 사용하기 때문에 상용화가 어렵다는 단점도 있는데요. 한국전자통신연구원에서 황화카드뮴의 대체재로 인체에 무해한 아연 함유 소재를 사용하여 약 18% 수준의 유사한 변환효율을 내는 데까지 성공함으로써 CIGS 박막 태양전지의 한계도 일부 해소될 것이라고 합니다.

 

ⓒ 클립아트코리아

 

기대효과

‘친환경 컬러 박막 태양전지’의 개발로 태양전지를 이용한 건축물 디자인이 다채로워지고, 구부리거나 접을 수 있는 형태로도 제작이 가능해 사용 용도도 다양해질 것으로 기대됩니다. 뿐만 아니라 햇빛이 많이 드는 건물의 유리창에 붙이면 건물 자체적으로 전기를 생산하여 화석 연료 소비를 절감할 수 있어 전력공급에 있어 친환경 미래 에너지원 확보에 기여한다고 볼 수 있습니다.

도심 환경에 아름다움까지 더해줄 컬러 태양전지! 앞으로 일상생활에서도 다양한 색깔의 태양전지를 볼 수 있을 것을 기대해봅니다!

 

 

 


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