꿈의 신소재 그래핀 이용한 태양전지특허출원 ‘쑥’

특허청 분석, 2008년 4건→2011년 42건…박막태양전지, 염료감응태양전지, 유기태양전지 등에 적용

[아시아경제 왕성상 기자] 꿈의 신소재로 불리는 그래핀(graphene)을 이용한 태양전지특허출원이 크게 늘고 있다. 그래핀은 탄소로 된 나노물질로 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고 단결정실리콘보다 100배 이상 전자를 빨리 옮길 수 있다.

23일 특허청에 따르면 최근 5년 사이 그래핀을 이용한 태양전지 특허출원 건수는 2008년 4건, 2009년 12건, 2010년 33건, 2011년 42건으로 는 것으로 나타났다.

태양전지효율을 높이고 단가를 낮추는 방법으로 소재분야기술개발이 활발해 그래핀을 태양전지에 이용하는 기술이 주로 출원됐다.

태양전지 전극엔 은, 알루미늄 등 금속박막이 쓰이고 있으나 그래핀을 태양전지 전극이나 도전층, 도전성물질로 써서 태양전지효율을 높이는 원리다.

특허출원된 기술은 ▲그래핀의 높은 전도도를 이용한 전극 ▲도전층, 그래핀 빛을 투과시키는 특성을 이용한 탄소기반 나노소재 투명전극 ▲그래핀의 유연성을 이용한 플렉서블 기판의 전극 등이다.

이런 기술들을 박막태양전지, 염료감응태양전지, 유기태양전지 등에 적용하는 관련연구개발이 이뤄지는 것으로 분석됐다.

김재문 특허청 영상기기심사과장은 “그래핀의 상용화기술, 대량생산기술 개발과 더불어 태양전지의 고효율화, 저가화를 위한 소재분야기술개발이 더 활발하고 관련특허출원도 꾸준히 늘 것”이라고 내다봤다.

☞그래핀(graphene)이란?
탄소나노튜브(CNT), 풀러린(Fullerene)처럼 탄소로 이뤄진 나노물질이다. 탄소나노튜브를 펼쳐놓은 모습으로 2차원 평면 형태를 갖고 있다. 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고 반도체로 주로 쓰이는 단결정실리콘보다 100배 이상 전자를 빠르게 옮길 수 있다. 그래핀은 1개의 탄소층으로 돼있어 빛이 잘 통과되고 자유롭게 구부러질 수도 있다. 이런 특성으로 그래핀은 전자정보산업분야의 신소재로 주목받고 있다.

태양전지는 광기전력효과를 이용, 태양광선의 빛에너지를 전기에너지로 바꾸는 반도체소자로서 공해가 없다. 자원이 무한해 신재생에너지기술 중 상품성이 뛰어나지만 효율이 낮아 발전단가가 높고 초기투자비가 많이 드는 단점이 있다.



왕성상 기자 wss4044@