[미래기술] 차세대 태양전지 기술의 개발
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- 관리자|
- 작성일 :
- 2013.08.30 11:31|
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기존 태양전지의 한계를 극복하다 ▲ 무기·유기 하이브리드 이종접합 태양전지 디자인의 모습. 개발된 태양전지의 구조를 나타내고 있다. ⓒ한국화학연구원 석 박사팀의 연구결과는 무엇보다 기존 태양전지의 한계를 극복했다는 점에서 많은 주목을 받고 있다. “지금의 태양전지 기술이 추구하는 목표는 높은 효율과 저렴한 가격, 그리고 높은 내구성입니다. 태양에너지는 무료로 사용할 수 있다는 점과 청정하다는 것이 가장 큰 장점이죠. 하지만 기존의 화석연료나 원자력 발전에 비해 쉽게 이용할 수 있는 형태로 변환하는 데는 아직 어려움이 많아요. 가격을 낮출 수 있다면 태양전지는 가장 이상적인 에너지원이 되는데, 제조 가격이 매우 높다는 게 문제였던 것이죠. 하지만 낮은 가격으로 제조될 수 있을 것으로 기대되는 유기 태양전지와 염료감응태양전지는 아직 효율도 낮고 내구성도 낮아 여러 문제점을 갖고 있습니다.” 석 박사팀의 연구는 태양전지가 동작하는 구조적 차별성 외에 용액공정이 가능한 소재의 합성과 결합에 의해 기존의 차세대 태양전지가 달성하지 못한 고효율과 높은 내구성을 구현했다는 점이 가장 큰 특징이다. 석상일 박사는 2007년부터 이번 연구를 진행했다. 기존의 태양전지가 가진 패러다임을 근본적으로 변화시킬 수 있는 새로운 연구를 고민하던 중에, 글로벌프론티어사업단과 화학연구원의 지원을 받아 그 고민을 실제 기술로 구현할 수 있게 된 것이다. “차세대 태양전지 연구는 2007년부터 본격적으로 진행하기 시작했어요. 이번 연구는 핵심소재의 합성이 필요할 뿐만 아니라 소재 간 융합, 계면특성 제어 등 많은 요소기술의 결합이 요구되는 대표적인 다학제 연구 분야였죠. 여러 분야의 기술이 요구되는 연구는 많은 전문가들이 필요하기 때문에 일반적인 연구보다 어려움이 있었습니다.” 여기에 더해 연구 방법 역시 이전에 시도되지 않았던 방식이었기에 연구 초기에는 속도가 더뎌 인내심을 발휘해야 했다. 속도가 더딘 만큼 연구의 효율은 쉽게 오르지 않아 여러 번의 절망을 경험하기도 했다. 하지만 석 박사는 “원천성이 우수한 결과를 구현할 수 있던 것은 당시의 절망이 있었기에 가능했다”며 연구 과정 당시를 회상했다. 이렇게 진행된 연구는 기존의 태양전지가 해결하기 못한 ‘저가·고효율·고내구성’을 모두 해결하는 쾌거를 이룰 수 있었다. 새로운 플랫폼(platform) 기술의 제안과 실제 기술적 구현으로 태양전지의 새로운 패러다임을 연 것이다. “개발된 기술은 다양한 분야에서 사용될 수 있을 것입니다. 당장은 대규모 발전용 태양전지에 사용되기보다 빌딩이나 지붕 위, 혹은 화려한 미관을 동시에 요구하면서 에너지 자립을 원하는 분야에 새로운 시장 창출이 기대 되고 있어요.” 이번 연구성과를 얻기 위해 석상일 박사팀은 평일과 휴일, 낮과 밤을 가리지 않고 연구에 매진했다. 그렇기에 뿌듯함도 크지만 앞으로의 연구계획으로 어깨는 더욱 무겁다고 했다. “이번 연구를 통해 구현한 것은 태양전지 제조공정의 단순함입니다. 핵심소재를 만들기에 용이하고, 제조공정이 단순하다는 것은 역설적이게도 타 연구자들의 진입장벽이 매우 낮다는 것을 의미해요. 때문에 이 경쟁에서 지속적으로 우위를 점하기 위해서는 지금보다 더 많은 노력이 요구되겠지요. 앞으로도 더욱 연구에 매진해 좋은 결과를 내고 싶습니다.” [출처] http://www.sciencetimes.co.kr/article.do?todo=view&atidx=70342 | ||||
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