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태양전지와 나노의 만남, 한국이 앞선다


“1g에 수십만원에 이르는 합성 염료 대신 수십원에 불과한 무기반도체나노 원료를 넣고 가격과 효율 두 마리 토끼를 동시에 잡는 태양전지를 개발했다.” (한국화학연구원 석상일 박사)

“하나의 웨이퍼 위에 화합물 반도체 여러 개를 겹쳐 만든 뒤 분리하는 기술로 플라스틱 같은 잘 휘는 특수 기판 위에도 태양전지를 만들 수 있게 됐다.” (한양대 백운규 교수)

“플라스틱 태양전지의 에너지 효율을 세계 최고 수준인 6%까지 높였다. 효율은 7%로 높이면 바로 상용화에 들어갈 수 있다.” (광주과학기술원(GIST) 이광희 교수)

한국이 태양전지 기술 강국으로 거듭나고 있다. 지난달 22일 서울 리츠칼튼 호텔에서 열린 ‘글로벌연구실사업(GRL)’ 성과발표회에서는 세계 수준으로 높아진 한국 태양전지 기술이 대거 선보였다.

 

 





글로벌연구실사업(GRL)은 국내 연구진이 해외 유력 과학자들과 협력네트워크를 구성해 공동으로 원천기술을 개발하는 사업으로 교육과학기술부와 한국연구재단이 지원한다.

이날 발표회에 연구 파트너인 존 로저스 미국 일리노이대 교수와 참석한 백운규 한양대 에너지공학과 교수는 “한국이 태양전지 분야에서 가시적인 성과를 보이고 있다”며 “태양전지 시장이 2003년부터 매년 35%씩 성장하고 있는 만큼 한국의 기술 전망이 밝다”고 말했다.

백 교수는 화합물 반도체 소자를 한 웨이퍼에 여러 층 겹쳐 만든 뒤 분리하는 ‘다층 성장기술’을 개발했다. 화합물 반도체는 차세대 태양전지 주목받고 있는 소재로 이 기술을 이용하면 화합물 반도체 제작비용을 10분의 1로 줄일 수 있다. 또 분리한 반도체 소자를 플라스틱 같은 특수 기판에 붙여 휘는 태양전지를 개발할 수도 있다. 이 연구결과는 지난해 5월 학술지 ‘네이처’에 게재됐다.

석상일 화학연구원 박사는 이날 스위스 로잔공대 그래첼 교수팀과 공동으로 개발한 ‘반도체 나노 입자 감지 태양전지’ 기술에 대해 발표했다. 석 박사팀은 기존 염료감응태양전지에 들어가던 비싼 염료 대신 나노크기의 반도체 입자를 빛 감응제로 사용하는 태양전지를 개발해냈다.

반도체 나노입자는 가격이 염료에 비해 가격이 만 배 가량 저렴하고 상온에서 쉽게 합성할 수 있다. 이 연구결과는 지난해 5월 나노 소재 분야에서 저명한 과학 전문지인 ‘나노레터스’에 소개됐다.

석 박사는 “태양전지 분야에서는 단순한 효율이 아닌, 비용 대비 효율을 높이는 게 가장 중요하다”며 “한국은 그동안 쌓아온 나노 기술을 이용해 세계적인 수준의 태양전지 기술을 개발해내고 있다”고 말했다.

 

 



이영혜 동아사이언스 기자 yhlee@donga.com



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