유리창에서 전기 생산한다…'투명 실리콘 태양전지' 개발

서관용 UNIST 교수팀, 유리처럼 투명한 결정질 실리콘 태양전지 개발

실리콘 기판 모형도 및 전기적 성질

[아시아경제 김철현 기자] 건물이나 자동차 유리창을 태양전지로 대체할 기술이 개발됐다. 검은 실리콘 태양전지를 투명한 실리콘 태양전지로 대체해 '도심 태양광 발전 시대'를 열 전망이다.

울산과학기술원(UNIST·총장 이용훈)은 에너지 및 화학공학부의 서관용 교수팀이 어둡고 탁한 색을 띠는 '결정질 실리콘 태양전지'를 투명하게 만드는 데 성공했다고 12일 밝혔다. 이번 연구는 세계적 권위의 학술지 셀(Cell)의 에너지 분야 자매지인 '줄(Joule)'에 이날 게재됐다.

서관용 교수팀은 투명한 실리콘 태양전지를 만들기 위해 실리콘 위에 '미세구조'를 도입했다. 이 미세구조는 우리 눈으로 식별하지 못하는 구조로 이뤄졌으며 태양광을 투과한다. 미세구조가 있는 부분에서는 가시광선을 투과하고 그렇지 않은 실리콘 영역에서는 가시광선을 포함한 태양광을 흡수하게 된다. 이강민 UNIST 에너지공학과 석·박사통합과정 연구원은 "사람은 두 물체와 눈이 이루는 각도가 60분의 1도 이하이면 두 물체를 식별하지 못한다"며 "이 원리를 이용해 눈에 보이지 않는 미세구조를 만들었고, 실리콘 태양전지도 투명하게 만들 수 있었다"고 설명했다.

연구진은 또 새로 개발한 '투명 결정질 실리콘'을 이용한 유리 같은 '무색투명한 태양전지'를 완성하고 최고 12.2%의 광전변환 효율을 얻었다. 지금까지 개발된 무색·투명한 태양전지 중 가장 높은 수치다. 광 투과율도 다양하게 조절 가능해 건물의 유리창부터 자동차 선루프까지 다양한 분야에 응용할 수 있다. 서 교수는 "'결정질 실리콘은 투명할 수 없다'는 고정관념을 깬 매우 의미 있는 연구"라며 "이번에 개발한 태양전지는 투명성뿐 아니라 높은 효율과 옥외사용 안정성 등 투명 태양전지가 필요로 하는 모든 요소를 만족한다"고 강조했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr