꽃 대신 컬러태양전지… 7색빛 도심 수놓는다

친환경 컬러 CIGS 박막 태양전지 활용 예상도/사진=ETRI

국내 연구진이 도심 환경에 아름다움을 더해줄 ‘컬러 태양전지’를 개발했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 다양한 색상 구현이 가능한 친환경 ‘CIGS 박막 태양전지’를 개발했다고 25일 밝혔다.

CIGS 박막 태양전지는 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se)이 일정 비율로 결합한 화합물인 CIGS를 재료로 한 태양전지이다. 유리기판 등에 CIGS를 얇은 막으로 쌓아 올려 제작한다.

비(非)실리콘 계열 태양전지 중에서 높은 광 흡수율을 가져 에너지 변환 효율이 뛰어나고 안정성이 좋다는 장점이 있다. 또 실리콘 계열 태양전지에 비해 원자재 소비가 적어 공정·재료 비용이 저렴하다.

하지만 유해 중금속인 카드뮴을 함유한 소재를 사용해 환경 오염 우려가 있다.

ETRI 연구진이 개발한 친환경 컬러 CIGS 박막 태양전지/사진=ETRI

연구팀은 인체에 무해한 아연(Zn) 함유 소재로 카드뮴을 대체, 기존 CIGS 박막 태양전지와 비슷한 18% 수준의 변환 효율을 내는 데 성공했다.

이와 함께 추가 공정이나 비용 없이 태양전지에 보라, 녹색, 청색 등 7가지 이상의 색깔을 구현, 상용화에 한 걸음 더 다가섰다.

연구진은 “물 위에 떠 있는 기름띠가 무지개색으로 보이는 빛의 간섭 현상에 착안해 박막 구성층 두께를 조절, 다양한 색깔을 구현하는데 성공했다”고 설명했다.

이번에 개발한 태양전지 두께는 3마이크로미터(㎛·1천분의 1㎜) 정도로 유리 기판뿐만 아니라 유연 기판에도 코팅할 수 있다. 구부리거나 접을 수 있는 형태로도 제작할 수 있어 건물 유리창에 부착하는 등 차세대 친환경 에너지원으로 쓰임새가 다양해질 전망이다.


연구 책임자인 정용덕 책임연구원은 “친환경 색상 구현기술을 유연기판에 적용해 가벼우면서도 심미성이 뛰어난 고효율 태양전지를 개발할 계획”이라고 말했다.