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우리집 전기, 창문에서 만든다 목록

조회 : 841 | 2013-04-02

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국내 연구진이 염료감응 태양전지의 얇은 막(왼쪽)에 ‘아세틸렌 블랙‘을 섞어 빈 공간을 만들었더니 발전 효율이 높아진 것으로 나타났다. 충남대 제공
 
국내 연구진이 건물 창문이나 자동차 유리창에서 전기를 만들 수 있는 '창문형' 태양전지 효율을 높이는 기술을 개발했다.

 
윤순길 교수(왼쪽)와 한치환 박사
 
충남대 윤순길 재료공학과 교수와 한국에너지기술연구원 한치환 박사 공동 연구팀은 태양전지에 태양빛을 오래 붙잡아 두는 방식으로 효율을 10% 정도 높이는 데 성공했다고 26일 밝혔다.

태양전지는 태양빛으로 전기를 만들기 때문에 오염 없는 미래형 연료로 주목받고 있다. 문제는 실리콘 태양전지가 값이 비싸다는 것. 대안으로 개발된 ‘염료감응 태양전지’는 식물이 광합성하는 원리를 본뜬 것으로, 태양빛을 받은 염료가 발생시키는 전자를 모아 전기를 만들 수 있다. 이 전지는 제작 단가가 싸고 투명하게 만들 수 있어서 건물이나 자동차 유리창에 붙여 전기를 생산할 수 있다는 기대를 모았다. 그러나 발전 효율이 13%로 실리콘 태양전지(25~30%)의 절반에 불과하다.

연구팀은 염료감응 태양전지의 효율을 높이기 위해 전지 내부에 빈 공간을 많이 만들어 태양빛을 오래 가두려고 시도했다. 전지 내부에는 염료가 달라붙어 있는 0.02mm 두께의 얇은 막이 있는데, 이 막을 만들 때 ‘아세틸렌 블랙’이라는 탄화수소 입자를 섞어 500도로 30분 동안 가열하면 입자가 휘발하면서 막에 빈 구멍이 생긴다는 것이다.

이렇게 만든 막 안에 태양빛이 들어오면 구멍에 반사되거나 흡수되면서 머무는 시간이 늘어나 염료는 전자를 더 많이 발생시킬 수 있었고 자연스레 발전효율도 높아졌다. 가열 과정에서 막 속에 있던 불순물도 함께 날아가 막에 염료가 잘 달라붙으면서 발전 효율이 높아지기도 했다.

윤 교수는 “값싼 아세틸렌 블랙으로 전지의 효율을 쉽게 높일 수 있어 앞으로 염료감응 태양전지 상용화에 큰 도움이 될 것”이라고 말했다.

이번 연구결과는 ‘네이처’ 자매지 ‘사이언티픽 리포트’ 20일자 온라인판에 실렸다.

이재웅 기자 ilju2@donga.com
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