투명 태양 전지 패널 아래서 재배할 수 있는 유망 작물은?

 (A diagram of the experimental setup. Credit: North Carolina State University)

 태양 전지는 일반적으로 태양광을 완전히 차단하지만, 사실 에너지로 전환되는 파장은 전체의 일부에 불과합니다. 따라서 이론적으로 가시광만 차단하지 않으면 태양광 발전이 가능한 투명창을 만드는 것이 가능합니다. 이 목표를 달성하기 위해 과학자들은 다양한 유기 태양 전지 (organic solar cell)을 개발했습니다. 유기 태양 전지는 투명 혹은 반투명 필름처럼 만들 수 있어 유리창은 물론 온실에도 사용할 수 있습니다. 또 얇게 만들 수 있어 플렉서블 태양 전지 목적으로도 유용합니다. 

 노스 캐롤라이나 주립 대학의 과학자들은 현재 개발 중인 반투명 유기 태양 전지 (semitransparent organic solar cells (ST-OSCs)) 아래서 작물이 잘 자랄 수 있는지 검증했습니다. 연구팀이 선택한 작물은 온실에서 널리 재배되는 적상추 (red leaf lettuce) 였습니다. 일반 태양광을 가정한 빛으로 쪼인 대조군과 반투명 유기 태양 전지와 같은 파장을 흡수하는 세 개의 필터를 사용한 세 대조군을 30일간 온실에서 같은 조건으로 키운 결과 적상추는 적외선, 가시광선, 자외선 파장대를 개의치 않고 모두 잘 자란 것으로 나타났습니다. 

 가장 잘 자랄 수 있는 파장은 작물마다 다를 것입니다. 하지만 사용하는 파장이 일부라는 점은 태양 전지와 다를 게 없습니다. 서로 겹치는 파장만 피한다면 태양 전지 온실이 꿈이 아닌 것입니다. 다만 이론적으로 가능한 것과 경제성이 있는 것은 서로 다른 이야기입니다. 현재 투명 혹은 반투명 태양 전지가 널리 상용화되지 못하는 것은 결국 경제성 문제가 가장 큽니다. 

 기존의 태양 전지처럼 오래 사용이 가능하고 제작 비용은 더 저렴한 유기 태양 전지를 개발할 수 있다면 효율이 좀 낮더라도 충분한 경제성이 있을 것입니다. 개인적으로는 우리 나라처럼 국토 면적이 좁고 농지가 많은 국가에서 이상적인 방법이지 않을까 생각합니다. 

 참고 

https://newatlas.com/energy/transparent-solar-cells-light-greenhouse-crops/

https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(21)00071-0