KAIST·성균관대, 효율 높은 반투명 태양전지 개발

KAIST(한국과학기술원) 유승협·성균관대 박남규 교수 공동연구팀은 효율이 높은 반투명 태양전지를 개발했다고 1일 밝혔다.

주로 지붕 위에 설치되는 태양전지 사각패널은 반투명 방식으로 제작해 건물이나 차량 유리창에도 적용할 수 있다.

하지만 빛을 흡수해 전기를 생산하는 태양전지의 특성상, 빛을 투과시키는 투명한 재료는 효율을 떨어뜨릴 수밖에 없고, 기존 실리콘 기반 태양전지로는 투명하게제작하기 어렵다.

연구팀은 차세대 태양전지 소재로 주목받고 있는 페로브스카이트를 기반으로 양면에 자체 개발한 투명 전극을 사용해 반투명한 태양전지를 구현했다.

연구팀은 수십 나노미터(㎚, 10억분의 1ｍ) 두께의 얇은 박막에 빛의 반사를 줄일 수 있도록 굴절률이 높은 절연층을 쌓아 투명한 전극을 개발했다.

눈에 보이는 가시광선 대역은 투과시키고, 눈에 보이지 않는 대역의 빛은 반사함으로써 가시광선 투과율이 차량용 선팅 필름과 비슷한 수준인 7.4% 정도이다.

광변환효율도 13.3%로 높으며, 태양빛 중 적외선(열선)을 선택적으로 반사하기때문에 다른 선팅 필름 제품들과 달리 빛에 오래 노출돼도 필름의 온도가 거의 올라가지 않는다.

자동차 선팅이나 건물 창호 등에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

유 교수는 "앞으로 추가 광학 설계를 통해 반투명 태양전지의 색 조절이 가능하고 필름형으로도 제작할 수 있다"면서 "에너지를 효율적으로 사용하면서 실내 온도도 낮게 유지할 수 있는 기술"이라고 말했다.

KAIST 김호연·하재원 박사과정 학생과 성균관대 김희선 학생이 공동으로 참여한 이번 연구는 에너지 분야 학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈'(Advanced Energy Materials) 지난달 20일자 표지 논문으로 실렸다.

jyoung@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>