초박막 플렉서블 태양 전지 개발

(Photo: Johannes Kepler University Linz)

 태양 전지(Photovoltaic cell)는 이미 여러 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 하지만, 아직은 극복해야 하는 과제도 많습니다. 예를 들어 플렉서블 소재나 투명 소재, 초경량 소재 등으로 더 발전할 필요가 있다는 것이죠. 

 예를 들어 태양광을 이용한 초경량 고고도 비행기의 경우 초경량 태양전지의 필요성이 매우 큽니다. 솔라 임펄스 2의 경우 130㎛에 불과한 두께의 태양전지를 사용하고 있지만, 그럼에도 날개가 크다보니 이로 인한 무게가 적지 않습니다. 

 오스트리아의 요하네스 케플러 대학(Johannes Kepler University Linz)의 연구자들은 저널 네이처 메터리얼에 3㎛에 불과한 두께를 가진 초박막 플렉서블 태양 전지의 프로토타입을 발표했습니다. 이 초경량 태양전지는 12%의 효율을 지니고 있는데, 효율은 높은 편이 아니지만 120W의 전력을 생산하는데 필요한 태양전지의 무게가 5.2g에 지나지 않는 경이적인 경량화를 달성했습니다. 

 이 태양전지는 하이브리드 유기 물질인 organolead halide perovskite로 만들어진 것입니다. 페로브스카이트(CaTiO3)는 부도체, 반도체, 도체 성질은 물론 초전도 현상까지 보이는 독특한 물질로 박막 페로브스카이트 위에 얇은 유기물을 이용해서 태양 전지를 만들었다고 합니다. 

 이 태양전지 필름은 초경량, 초박막인 것은 말할 것도 없고 플렉서블한 특징을 가지고 있습니다. 따라서 그 응용범위가 매우 넓어질 수 있습니다. 작게 접어서 가지고 다니다가 펼쳐서 충전하는 휴대용 태양 전지가 될 수도 있고 텐트에 결합하면 전력을 생산하는 텐트를 만들 수도 있습니다. 웨어러블 기기와 연결하는 경우 (예를 들어 시계줄에서 전력을 생산하는 스마트 시계 같은 경우) 나 슬림 휴대폰 케이스에서 전기를 생산해서 충전하는 것도 가능합니다. 

 현재는 이 태양 전지 필름을 10cm 정도밖에 생산할 수 없지만, 연구팀은 미래에 상업적인 대량 생산을 위해서 연구를 지속할 것이라고 합니다. 과연 박막, 초경량, 플렉서블 태양 전지가 언제쯤 상용화 되어 널리 쓰일 수 있을지 흥미로운 소식입니다. 

 참고 

 http://spectrum.ieee.org/energywise/energy/renewables/ultrathin-solar-cells-for-lightweight-and-flexible-applications-