빌딩·車 유리서도 태양광 발전…UNIST, 투명 실리콘전지 개발

서관용 교수 연구팀

UNIST(울산과학기술원)는 서관용 에너지 및 화학공학부 교수(사진) 연구팀이 고층 건물 외벽이나 자동차 선루프 같은 외관 유리창을 활용해 태양광 발전을 할 수 있는 기술을 개발했다고 26일 발표했다.

기존 태양전지 시장의 90% 이상을 차지하는 검고 어두운 색깔의 결정질 실리콘 태양전지는 주로 가시광선 영역의 태양광을 흡수해 전기를 생산한다. 유리창을 투명하게 만들면 가시광선이 그대로 통과해 전기 생산이 불가능하다는 점 때문이다.

서 교수 연구팀은 태양광 활성층인 실리콘 기판 위에 태양광이 투과할 수 있는 미세구조를 도입하는 방법으로 실리콘 태양전지를 투명하게 만드는 데 성공했다. 미세구조는 0.1㎜ 크기로 머리카락 굵기와 비슷해 눈으로 구별하기 어렵다. 이강민 연구원은 “미세구조가 있는 부분은 가시광선을 투과시키고 그렇지 않은 영역에서는 가시광선을 포함한 태양광 흡수가 일어나기 때문에 우리 눈에는 투명해 보이면서도 태양광 흡수가 일어나는 실리콘 기판을 만들 수 있다”고 설명했다.

연구팀은 투명 실리콘으로 생산한 태양전지로 최고 12.2%의 발전 효율을 얻었다. 태양광 발전 효율 20%에는 못 미치지만 태양광의 3~4%만 전기로 바꿀 수 있던 기존 투명 태양전지와 비교하면 가장 높은 효율이다. 서 교수는 “결정질 실리콘은 투명할 수 없다는 고정관념을 깬 의미 있는 연구”라며 “투명 실리콘 태양전지 발전 효율을 15% 이상 끌어올려 투명 태양광 시대를 여는 발판을 마련하겠다”고 강조했다. 연구 결과는 세계적 권위 학술지 셀(Cell)의 에너지 분야 자매지인 줄(Joule)에 게재됐다.

울산=하인식 기자 hais@hankyung.com