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▲ 연구진이 태양전지를 비눗방울 위에 올려놓으며 얇고 가벼움을 실험하고 있다. (사진=MIT/Joel Jean and Anna Osherov )
태양 전지는 이미 차세대 친환경 에너지로 이미 널리 사용되고 있다. 하지만 현재 판매되는 태양 전지 패널은 대부분 무겁고 단단해서 활용범위에 제한이 있다. 그래서 많은 연구자가 매우 얇고 가벼우며 어떤 모양으로도 쉽게 변형할 수 있는 박막 플렉서블 태양전지를 개발 중이다.
이런 태양전지가 있다면 종이처럼 접거나 말아서 간편하게 휴대할 수 있는 것은 물론이고 항공기 날개에 무게를 거의 추가하지 않고도 장착해 고고도 무인기 등에 활용할 수 있다. 시곗줄에서 전력 생산이 가능한 스마트 시계 등 여러 가지 웨어러블 기기에도 통합될 수 있다. 그 외에도 활용범위는 무궁무진하다.
MIT 대학의 블라디미르 불라빅(Vladimir Bulović) 교수가 이끄는 연구팀은 최근 비눗방울 위에도 올려놓을 수 있을 만큼 가볍고 얇은 태양전지(사진)를 개발했다고 발표했다. 이들이 개발한 태양전지는 물론 기존의 무거운 태양전지에 비해서 효율은 낮지만 대신 매우 가벼워서 무게 당 전력 생산이 400배나 우수하다. 예를 들어 기존의 태양전지가 1kg당 15W의 전력을 생산할 수 있다면 이 초박막 태양전지는 1g당 6W의 전력 생산이 가능하다.
이와 같은 초경량 초박막 태양전지를 개발하기 위해서 연구팀은 아주 얇게 만들 수 있는 코팅 소재인 파릴렌(parylene)을 사용했다. 연구팀에 의하면 이 물질은 80nm(나노미터)까지 얇게 만들 수 있으면서 투명하다. 그리고 빛을 흡수하는 소재로는 DBP을 사용했다. 연구팀은 증기 침착 방식으로 기존 태양전지 두께의 1/1000 수준의 유기 태양전지를 만들고 파릴렌으로 이를 보호하는 방식을 사용했다.
이 기술은 실제 상용화를 위해서 아직 갈 길이 멀긴 하지만, 연구팀은 제조 기술 자체는 현재도 널리 사용되는 방식이라 실제 대량 생산이 어렵지는 않으리라고 기대하고 있다.
사실 많은 과학자가 저렴한 초박막, 초경량, 플렉서블 태양전지를 만들기 위해 서로 경쟁적으로 노력하고 있다. 충분히 효율이 높으면서 가격이 저렴한 박막 태양전지가 나온다면 앞으로 여러 분야에서 활용이 가능할 것으로 기대된다.
고든 정 통신원 jjy0501@naver.com
