'종이처럼 구부러지는 태양전지' 세계 첫 개발

전기硏 “나노ㆍ섬유기술 접목, 가볍고 유연성 뛰어나”

종이처럼 마음대로 구부릴 수 있는 태양전지가 개발됐다.

한국전기연구원(KERI) 창의원천연구본부 이동윤·차승일 박사팀은 나노기술과 섬유기술을 접목, 마음대로 구부릴 수 있어 다양한 형상으로 제작 가능한 ‘종이형 유연 태양전지’를 세계 최초로 개발했다고 28일 밝혔다.

이 박사팀이 새로 개발한 태양전지는 금속격자, 세라믹종이와 나노섬유를 사용하고 구조를 개선, 가볍고 내구성이 있으면서 종이처럼 구부러지는 특성을 지니고 있다.

플라스틱 또는 얇은 금속기판을 사용해 만든 기존 유연(flexible) 태양전지는 기판의 전기 전도성을 위해 플라스틱 기판의 경우 표면에 반도체 산화물을 코팅해 사용해왔다. 그러나 코팅된 반도체 산화물이 휘어질 때 깨지는 경향이 있어 유연성에 한계가 있고, 상용화에 걸림돌이 됐다는 게 연구진의 설명이다.

이 박사팀은 스테인레스 강선의 표면을 특수처리, 전기가 통하는 성질을 가진 금속 메시(mesh·그물, 망이라는 뜻으로, 금속 조각을 짜 만든 소재)를 제작, 플라스틱 기판을 없애는 등의 방법으로 종이형 유연 태양전지를 개발했다.

기존 태양전지의 기술적 한계를 극복한 종이형 태양전지는 모바일 기기나 건물 창문, 의류 등에도 부착 가능해 새로운 태양전지 시장을 열 수 있다는 게 연구진의 설명이다.

연구팀은 이같은 연구 성과를 바탕으로 4건의 특허를 출원했다. 또 에너지·환경분야 저명 학술지인 ‘에너지 앤 인바이런먼털 사이언스’(Energy and Environmental Science)의 이슈 논문에 선정됐고, 영국왕립화학회가 발간하는 ‘케미스트리 월드’(Chemistry World)에 소개돼 호평을 받았다.

연구팀은 “빠른 시일 내 기업에 기술을 이전할 계획”이라며 “양산화에 성공하면 기존 태양전지 가격의 절반 이하인 와트당 0.5달러에 공급할 수 있을 것으로 예상된다”고 밝혔다.

 

종이형 태양전지는 실리콘ㆍ유리기판 등으로 만든 기존 태양전지의 유연성 한계를 극복해 건물의 창문이나 의류 등에 자유롭게 탈부착이 가능하다.

따라서 모바일 기기뿐만 아니라 자동차, 건축, 방위산업 등 다양한 용도에 활용할 수 있다.

이동윤ㆍ차승일 박사팀은 이 기술에 대해 4건의 특허를 출원했다.

 

종이형 태양전지 제조 기술은 에너지ㆍ환경분야의 저명 학술지인’ 에너지 앤 인바이런먼털 사이언스(Energy and Environmental Science)’의 이슈 논문에 선정됐으며, 영국왕립화학회가 발간하는 ’케미스트리 월드(Chemistry World)’에 소개돼 호평을 받았다.

차승일 박사는 “빠른 시일 내에 기술을 기업에 이전할 계획이다”며 “양산화에 성공하면 종이형 태양전지를 기존 태양전지의 절반 이하인 와트당 0.5달러에 공급할 수 있을 것으로 본다”고 말했다.


조선닷컴 강인범기자 ibkang@chosun.com
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