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色 입은 태양전지로 아름다운 건물 만든다
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色 입은 태양전지로 아름다운 건물 만든다

권예슬 동아사이언스 기자 입력 2017-05-12 03:00수정 2017-05-12 03:00
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창호용 투명 태양전지 국내개발… 효율도 15%로 세계 최고 수준
국내 연구진이 빛을 전기로 변환하는 동시에 아름다운 색도 가진 창문형 태양전지를 개발했다. 반투명한 구조로 창밖을 내다볼 수 있으며 건물의 외관을 아름답게 장식할 수도 있다. 한국과학기술연구원 제공
파랑, 노랑, 빨강 등 다채로운 색의 태양전지를 창문으로 쓰며 건물에 에너지도 공급할 수 있게 됐다. 형형색색의 빛깔은 도시 건축물의 외관도 더 아름답게 바꾸어 준다.

민병권 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터장 팀은 도영락 국민대 응용화학과 교수팀과 공동으로 빛을 전기로 변환하는 성능은 그대로 유지하면서도 다양한 색을 띠는 창호용 태양전지를 개발했다고 11일 밝혔다.

도시에서 전력을 자체적으로 충당하기 위한 방편으로 ‘건물일체형 시스템(BIPV·Building Integrated Photovoltaic System)’이 주목받고 있다. 태양전지를 건물의 외장재로 사용해 에너지를 확보하는 태양광 발전 시스템이다.

하지만 현재 시장의 90% 이상을 차지하는 실리콘 기반 태양전지는 불투명해 창문으로 사용하긴 적합하지 않다. 창호용으로 개발 중인 태양전지 역시 검은 빛을 내 건물의 외관을 우중충하게 만든다는 한계가 있었다.

연구진은 구리, 인듐, 갈륨, 황, 셀레늄으로 구성된 박막 태양전지에 색을 입혀 이 문제를 해결했다. 규칙적인 구조로 특정 파장의 빛만 선택적으로 반사할 수 있는 광결정 필름을 태양전지의 안팎에 붙여 별도의 색소 없이도 다양한 색을 구현하는 데 성공했다.

일반적으로 색을 가진 창문은 빛을 흡수하는 방식으로 색을 낸다. 반면 연구진이 개발한 태양전지는 특정 파장의 빛만 반사하는 원리를 적용했기 때문에 발전에 사용할 수 있는 태양빛의 양이 많아진다는 장점도 있다. 필름에 의한 빛의 흡수를 줄여 태양전지가 쓸 수 있는 빛의 양을 늘렸다. 이 태양전지의 효율은 15%로 세계 최고 수준을 기록했다.

민 센터장은 “아름다운 색상을 가진 이 태양전지는 효율이 높으면서도 내구성이 좋아 오랫동안 사용해야 하는 건물 외장재로 적합하다”며 “향후 건물일체형 창호용 태양전지에 적용해 관련 산업 창출에도 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.


연구결과는 미국화학회(ACS)가 발간하는 국제 학술지 ‘ACS 머티리얼스 앤드 인터페이시스(ACS Materials & Interfaces)’ 3일자에 실렸다.
 
권예슬 동아사이언스 기자 yskwon@donga.com
#태양전지#건물일체형 시스템

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