버려지는 자외선도 태양광 발전 활용한다

광주과기원·한국광기술원 공동연구팀
하이브리드 유연박막태양전지 기술 개발

광주과학기술원 연구팀이 개발한 자외선 영역을 흡수하는 차세대 태양전지 개념도. 기존 태양전지는 자외선 영역을 에너지로 변환하지 못하는 한계를 지니고 있다. 광주과학기술원 제공.

버려지는 자외선도 전기에너지로 변환할 수 있는 기술이 개발됐다.

광주과학기술원(GIST)은 장재형 전기전자컴퓨터공학부 교수와 정호중한국광기술원 박사 공동연구팀이 자외선과 가시광선, 적외선 태양광을 모두 전기에너지로 변환할 수 있는 하이브리드 유연박막태양전지 기술 개발에 성공했다고 30일 밝혔다.

씨아이지에스(GIGS) 박막태양전지는 자외선 영역을 포함하는 짧은 파장대역(300~390㎛)을 전지 상단 투명전극이 흡수해 전기에너지로 변환하지 못하는 한계가 있다. 공동연구팀은 씨아이지에스 박막태양전지에 차세대 형광물질인 페로브스카이트를 결합해 자외선 대역의 손실을 줄일 수 있도록 고안했다. 페로브스카이트는 금속과 할로겐족(불소, 염소, 브롬, 요오드)이 결합된 반도체 물질로, 자외선을 가시광으로 변환하는 발광특성을 갖고 있다. 이 때문에 최근 엘이티(LED), 디스플레이, 태양전지의 광 소재로 널리 사용되고 있다.

새로운 태양광 전지는 가시광과 적외선·자외선 영역을 포함하는 광대역 태양광을 전기에너지로 변환할 수 있고 반사를 최소화해, 효율을 극대화하도록 설계했다.

장 교수는 “이번에 개발된 고효율 유연 태양전지는 건물일체형 태양전지, 전기자동차, 드론과 같은 다양한 분야에 응용할 수 있다. 기존 태양전지보다 제작공정이 간단하고 가격 경쟁력, 효율이 우수해 차세대 태양전지 양산화에 큰 역할을 할 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구는 산업통상자원부가 추진하는 한국에너지기술평가원(KETEP) 사업, 한국산업기술진흥원(KIAT)의 국제공동기술개발사업, 한국전력의 전력산업 기초연구 연구개발 사업 지원으로 수행됐다. 연구논문은 최근 영국왕립학회가 발간하는 나노기술 분야 대표 국제 학술지인 나노스케일에 표지 논문으로 실렸다.

김용희 기자 [e-mail]