최경진 UNIST 교수 연구팀
UNIST 제공
건물이나 차량 유리 또는 웨어러블 장치 등에서 전기를 생산할 수 있는 태양전지 기술을 국내 연구진이 개발했다.
울산과학기술원(UNIST)는 최경진 교수(신소재공학부) 연구팀이 '실리콘 마이크로와이어' 복합체를 이용해 수십 번 구부려도 성능과 효율을 유지할 수 있는 '유연하고 투명한 태양전지'를 개발했다고 26일 밝혔다.
햇빛은 물질과 만나면 흡수 또는 투과, 반사된다. 태양전지는 태양광이 광활성층에 흡수되면서 전기를 생산하는 데, 우리 눈에 투명하게 보이는 물체는 태양광 중 가시광선이 물체를 투과한 경우다. 가시광선을 흡수하는 실리콘 태양전지를 투명하게 만들면, 흡수할 태양광이 줄어 효율이 떨어진다.
연구팀은 이 같은 한계를 극복하기 위해 투명하고 유연한 고분자 소재에 원통 모양의 실리콘 막대가 박혀 있는 구조로 태양전지를 만들었다. 실리콘 막대가 광활성층 역할을 해 태양광을 흡수하고 전기를 생산하는 원리로 구현한 것이다. 또한 실리콘 막대들은 육안으로 볼 수 없는 간격으로 배치돼 우리 눈에는 투명하게 보이면서 유연한 성질은 그대로 유지된다.
연구팀은 실리콘 막대 형상을 바꿔 투명도는 유지하면서 빛 흡수를 크게 늘려 에너지 전환효율을 향상시켰다.
최경진 UNIST 교수는 "한 번 반사된 빛을 제활용하는 구조로 태양전지 전체 효율을 높였다"며 "수십 번의 굽힘 시험을 해도 95% 이상 초기 효율을 유지해 건물이나 차량 유리, 휴대용 전자장치 등에 널리 활용할 수 있을 전망"이라고 말했다.
이 연구결과는 광학 분야의 국제 학술지 '사이언스&애플리케이션스(지난 12일자)'에 실렸으며, 연구재단의 지원을 받아 연구가 이뤄졌다.
이준기기자 bongchu@
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