日, 투명한 태양광 전지 만든다

- 인공 크리스털(人工水晶) 이용한 태양광 전지 개발 –

- 지붕이 아닌 창문을 통한 태양광 발전 가능 시대에 진입 -

□ 국제첨단기술종합연구소㈜, 와세다 대학과 공동으로 투명한 태양광 전지 개발

 ○ 개발의 시작은 우연한 발견에서 시작

  - 2년 전, 인공 크리스털에 빛을 대면 전기를 일으키는 기전(起電) 성질을 발견

  - 투명한 태양광 전지의 상용화를 위해 산학 합동으로 제품 개발에 착수

  - 올 6월, 특수 처리한 인공 크리스털을 전극에 도포해 색소증감형 태양광 전지의 발전 변환효율을 획기적으로 향상하는 데 성공함으로써 상용화를 위한 큰 진전을 이룸.

인공 크리스털을 이용한 태양광 전지

자료원: TV TOKYO

□ 기존 실리콘 태양광 전지의 틀을 바꿀 혁신적 아이디어 상품

 ○ 옥외, 지붕이 아닌 창문에 설치하는 태양광 발전 시대로 진입

  - 기존 태양광 전지는 반도체의 pn 접합을 사용한 실리콘 태양광 전지가 주로 생산됨. 불투명한 특성으로 인해 주로 옥외나 지붕 등 설치 장소가 한정돼 있었음.

  - 인공 크리스털 태양광 전지는 투명하므로 고층 빌딩의 유리 외벽, 창문 등에 자유롭게 설치할 수 있음.

  - 또한, 제품 생산 비용도 기존 제품의 10분의 1 수준이며, 인공 크리스털의 원료가 지구 곳곳에 대규모로 분포하는 이산화규소이므로(지각의 약 12%를 구성) 대규모 생산을 할 수 있음.

 ○ 상용화까지는 아직 풀어야 할 과제가 남아 있어

  - 사진으로 보듯이 전지의 전해용액 색상이 남아 있으므로 투명한 전해용액의 개발이 필요함.

  - 기존 실리콘 태양광 전지는 발전 효율이 10%에 달하는 데 반해, 인공 크리스털은 1.0~1.5%대로 발전 효율이 낮음.

  - 개발진은 상용화까지 약 1년의 시간이 더 걸릴 것으로 예측하며, 상용화 단계에서는 발전 효율을 2.5%까지 끌어올릴 계획임.

□ 시사점

 ○ 태양광 발전 산업 패러다임에 변화를 가져올 수 있는 제품임.

  - 투명해 건물 외벽 유리 등에 설치할 수 있으며, 비용이 저렴하고 원재료가 풍부하므로 대규모 생산에 큰 장벽이 없음. 상용화되면 태양광 전지 시장에 큰 반향을 일으킬 것으로 예상됨.

  - 올 8월, 태양광 등 재생에너지 발전 전력에 대해 전력회사가 전량 매입하는 ‘신재생에너지 특별조치 법안’ 제정을 계기로 메가 솔라 단지 조성 열기가 점차 고조되는 시점에서 이 기술 개발은 고층 빌딩 등 대형 건설 프로젝트 추진 시 건물 외벽 등으로 널리 활용될 것으로 전망

자료원: 국제첨단기술종합연구소, 와세다대학교, TV TOKYO(World Business Satelite), 일간공업신문, KOTRA 후쿠오카 무역관 등