머리카락보다 얇고 모든 표면에 부착 가능한 태양전지

태양광 발전에 이용하는 태양전지는 주로 유리나 실리콘으로 만들어져 있어 크기나 중량이 큰 게 문제로 지적된다. MIT 연구팀은 모든 표면에 접착할 수 있는 초박형, 경량 태양전지를 개발해 이 문제를 해결하고 있다.

연구팀은 지금까지는 태양광 발전은 기존 실리콘 태양전지 무게 문제로 발전이 방해받고 있었고 말한다. 또 유기박막 태양전지를 이용한 태양전지는 경량이고 저렴하지만 유리판에 탑재할 필요가 있어 결국 실리콘 태양전지와 같은 무게가 된다.

연구팀은 플라스틱 필름 상에 유기박막 태양전지를 만들고 태양전지 무게를 줄이는 건 기존보다 거대한 태양전지 패널 제조와 설치 비용 저가격화로 이어질 것으로 본다고 말한다. 하지만 지금까지 개발된 유기박막 태양전지는 깨지기 쉽고 실용화와는 거리가 먼 성능이었다.

따라서 연구팀은 전기절연성이 있어 습기나 부식으로부터 보호할 수 있는 파릴렌층이나 다양한 소재 인쇄 가능한 잉크로 플라스틱 시트를 코팅, 인간 머리카락보다 얇은 2∼3마이크로미터 두께로 고효율 태양전지를 만드는데 성공했다.

연구팀이 완성한 태양전지를 파릴렌 기판으로부터 시판용 천으로 전사해 전력 밀도를 측정한 결과 전력 밀도는 370W/kg으로 무게는 1m²당 0.1kg이었다. 한편 기존 실리콘 재질 태양전지 전력 밀도는 20W/kg에 중량은 1m²당 10.7kg이며 유리판에 탑재한 태양전지 전력 밀도는 13W/kg, 무게는 1m²당 14kg이다.

검증 결과 연구팀이 만든 태양전지는 기존 태양전지보다 100분의 1 무게로 18배 전력을 발생시키는 것으로 나타났다고 한다. 연구팀이 만든 태양전지 크기는 현재 10×10cm 크기지만 대형화가 용이한 것으로 여겨지고 있다. 대형화를 방해하는 건 아무 것도 없다는 것. 연구팀은 앞으로 태양전지 대형화나 실용화를 위한 개선 등을 계획하고 있다. 미래에는 태양광 발전 추가 보급과 보트 돛이나 텐트 등에 라미네이트해 원격지나 재해 구호 활동 중 전력 공급에 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.