흐리고 비오는 날에도 작동하는 태양전지 국내 개발

반투광 특성까지 갖춰 건물 외장재로도 활용

국내 연구진이 흐리거나 비오는 날에도 정상 작동하는 태양전지를 개발했다. 이 기술은 안에서는 밖을 볼 수 있지만 바깥에서는 안쪽을 볼 수 없는 반투광 특성까지 갖춰 태양전지를 건물 외장재로도 사용할 수 있다는 장점이 있다.

▲ 국내 연구팀이 개발한 유연 반투광 유기태양전지 모듈
재료연구소 제공

한국기계연구원 부설 재료연구소, 울산대 물리학과, 연세대 화학과, 광주과학기술원(GIST) 고등광기술연구소 공동연구팀은 양자클러스터 입자를 이용해 흐리고 비오는 날에도 높은 효율을 보이는 태양전지 기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘나노 에너지’에 실릴 계획이다.

태양전지는 건물 외부에 설치하는 방식으로 스마트 공장이나 일반 가정 등에서 많이 쓰고 있다. 문제는 태양광이 일직선으로 들어오지 않거나 평평하지 않은 공간에 설치돼 발전 효율이 눈에 띄게 떨어지는 경우가 많다는 것이다. 또 최근에는 실내 사물인터넷 센서를 작동시키기 위해 태양전지를 활용하는 시도가 많지만 흐리거나 비가 오고, 해가 진 저녁시간, 실내에서는 전압 저하현상이 발생해 정상 작동이 어렵다. 

연구팀은 유기 태양전지 내부에 원자 갯수가 조절된 골드 양자 클러스터 입자라는 물질을 활용해 빛의 양이나 빛이 들어오는 각도에 영향을 받지 않으면서 유연하고 투광도가 높은 새로운 개념의 유기 태양전지를 만들었다. 이렇게 만들어진 태양전지는 기존 전지보다 실내에서 최대 80% 이상 높은 효율을 나타냈다.

임동찬 재료연구소 박사는 “이번 기술을 활용하면 지금까지 실외나 맑은 날에만 쓸 수 있는 태양전지를 실내에서 형광등 같은 인공광원으로도 작동시킬 수 있기 때문에 최근 사용범위가 넓어지고 있는 사물인터넷(IoT)에도 활용할 수 있다”고 설명했다.