ETRI, 친환경 컬러 태양전지 개발 성공

↑ ETRI 연구팀이 개발한 컬러 태양전지가 도심 건물에 적용된 조감도. [사진 제공 = ETRI]

어둡다는 편견에서 벗어나 다채로운 색을 자랑하는 태양전지가 개발됐다.
25일 한국전자통신연구원(ETRI)은 추가 공정이나 비용 없이 다양한 색상구현이 가능한 친환경 컬러 태양전지 개발에 성공했다고 밝혔다. 이에 따라 태양전지로 도심 환경을 아름답게 꾸미는 등 다채로운 활용법이 나올 전망이다.
ETRI 연구팀이 개발한 태양전지는 컬러 CIGS(구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄으로 이뤄진 화합물) 박막 태양전지다. CIGS 박막 태양전지는 태양광을 전기에너지로 변환시키는 데 사용되는 차세대 태양전지다. 유리기판 등에 CIGS를 얇은 막으로 쌓아 올려 제작된다. 특히 비 실리콘 계열 태양전지 중에서 높은 광 흡수율을 가져 에너지 변환 효율이 가장 뛰어나고 안정성이 좋다는 장점이 있다. 또 기존 실리콘 계열 태양전지에 비해 원자재 소비가 적으며 공정 비용과 재료비용도 저렴하다.
ETRI 연구팀이 개발한 태양전지의 다른 강점은 보라, 녹색, 청색 등 7가지 이상의 색깔을 구현해낼 수 있다는 점이다. 추가 공정이나 비용도 필요하지 않다. 연구진은 물 위에 떠 있는 기름띠가 무지개색으로 보이는 빛의 간섭 현상에 착안해 박막 구성층 두께를 조절함으로써 여러 색깔을 구현하는데 성공했다.
또 연구팀이 만든 태양전지는 구부리거나 접을 수 있는 형태로도 제작이 가능하다. 이에 따라 건물 유리창에 부착하는 등 차세대 친환경 에너지원으로 쓰임새가 다양해질 전망이다. 연구팀은 이를 태양광 모듈이나 도심형 건축물 건자재 및 이동체나 휴대용 기기 등에 적용하기 위한 비즈니스 모델 개발 및 상용화 지원 절차를 진행할 계획이다.
이번 연구를 주도한 정용덕 ETRI 책임연구원은 "본 기술로 컬러가 구현된 고부가가치 태양전지 제품 생산과 차세대 응용 분야를 창출해 도시형 태양광 발전에 기여할 수 있을 것이다"고 말했다.
강성원 ETRI ICT창의연구소장은 "전력의 수요-공급이 불균형한 현대 사회에서 차세대 신재생 에너지원을 확보하는 일이 매우 중요해졌다"며 "미래 사회를 대비하기 위한 박막 태양전지 기술 개발을 선도하고 친환경 미래 에너지원 확보에 기여할 것이다"라고 밝혔다. 한편 이번 연구 결과는 세계 최고 수준의 에너지 분야 국제 학술지 '나노 에너지(Nano Energy)'와'프로그레스 인 포토볼태익스(Progress in Photovoltaics)'에 각각 게재됐다.
[이종화 기자]