친환경 컬러 태양전지

국내 연구진이 도시 미관을 살려주고 에너지도 생산할 수 있는 ‘컬러 태양전지’를 개발했다. 태양전지는 보통 어두운 색을 띠어 다소 칙칙했다. 이번에 개발된 컬러 태양전지는 두께도 얇고 구부리거나 접을 수도 있어 다양한 형태의 건물에 붙여 활용할 수 있다.

‘CIGS 박막 태양전지’는 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se)이 일정 비율로 결합된 화합물을 재료로 만든 태양전지다. 유리기판 등에 CIGS를 얇은 막으로 쌓아 올려 만든다. 비(非)실리콘 계열 태양전지 가운데 빛 흡수율이 높아 에너지로 바꿀 때 효율이 좋을 뿐만 아니라 안정성도 크다. 기존 CIGS 태양전지는 유해 중금속인 카드뮴 소재를 사용해 환경 오염 우려가 있었다.

연구진은 인체에 무해한 아연(Zn) 함유 소재로 카드뮴을 대체, 기존 태양전지와 비슷한 18% 수준의 변환 효율을 내는 데 성공했다. 원자재 소비가 적어 공정·재료 비용도 저렴하다.

연구진은 보라, 녹색, 청색 등 7가지 이상의 색깔을 구현해 곧바로 상용화하겠다는 계획이다. 이번 연구는 물 위에 떠 있는 기름띠가 무지개색으로 보이는 빛의 간섭 현상에 착안했다. 박막 구성층의 두께를 조절해 다양한 색상을 내는 데 성공했다. 이번 CIGS 태양전지 두께는 3마이크로미터(㎛ㆍ1000분의1㎜) 정도로 유리나 유연 기판에도 코팅이 가능하다. 연구팀은 이번에 개발된 기술을 유연 기판에 적용해 가벼우면서도 심미성이 뛰어난 고효율 태양전지를 개발할 계획이다.