값싼 태양전지로 옷 만든다

값싼 재료로 만든 첨단 태양전지가 최고 품질의 기존 태양전지와 같은 양의 에너지를 낼 수 있을 뿐 아니라 둘둘 말거나 구멍을 뚫어도 계속 작동하는 것으로 밝혀져 매우 다양한 용도로 사용될 수 있게 됐다고 라이브사이언스 닷컴이 보도했다.

미국 캘리포니아공대(칼텍) 연구진은 네이처 머티리얼지 최신호에 이런 첨단 태양전지 개발 성과를 발표하고 이를 이용하면 선루프에서 의류에 이르기까지 광범위한 실용성을 갖게 될 것이라고 밝혔다.

이들은 기존 실리콘 결정체 제품은 구멍이 뚫리면 유리처럼 부서지는 데 반해 새로 개발된 태양 전지판은 둘둘 말거나 총탄 등의 구멍이 뚫려도 계속 작동한다고 설명했다.

기존 태양전지는 대부분 완벽한 실리콘 결정체로 이루어진 값비싼 웨이퍼로 만들어지지만 연구진은 실리콘 결정체를 기존 분량의 1%만 사용해 막대 형태로 키우는 방식을 사용했다.

각각의 막대는 지름이 1~2 마이크로미터로 사람 머리카락 굵기의 약 100분의 1정도인데 이를 숲의 나무처럼 수직으로 배열하면 들어오는 빛이 막대 사이에서 반사되면서 흡수되고 여기에 알루미늄 입자들을 첨가해 반사율을 높임으로써 막대들이 빛을 더 많이 흡수하게 만든 것이다.

연구진은 이런 장치를 투명한 실리콘 고무 층에 심어 신축성을 높임으로써 들어오는 햇빛의 85%를 흡수하는 새로운 태양 전지를 만들었다. 이는 재래식 태양전지와 비슷한 태양열 흡수율이다.

또한 이렇게 흡수된 태양 에너지의 95%가 전기로 전환되는 데 이는 최고 품질의 기존 태양전지와 비슷하고 신축성 있는 박막을 이용한 태양전지보다는 훨씬 높은 비율이다.

연구진은 이 태양 전지가 값이 싼 것은 실리콘 결정체 사용량을 크게 줄였을 뿐 아니라 에너지 소모량이 큰 두 세 단계의 공정을 생략했기 때문이라고 밝혔다.

이들은 기존 두루마리 인쇄 방식으로 산업 규모의 태양전지 생산도 당장 가능하다면서 현재 첨단 태양전지의 상용화를 적극 추진 중이라고 밝혔다.

[연합뉴스]