[기계설비신문 장정흡 기자] 건물 유리창과 차량 유리창 등에 필름으로 부착할 수 있어 설치부지에 제한 없이 효율적으로 전기를 생산할 수 있는 미래형(차세대) 에너지원으로 기대를 모으는 투명태양전지를 국내 연구진이 개발한다.

광주과학기술원(총장 김기선, 이하 지스트)은 이광희 신소재공학부 교수팀이 제로에너지 빌딩을 위한 윈도우필름형 투명태양전지 소자 및 모듈 개발에 나선다고 24일 밝혔다.

현재 국가에서 지정한 차세대 태양전지분야의 난제 중 하나인 필름형 투명태양전지에 대한 연구는 고효율 또는 반투명 특성을 고려한 가시광 영역의 높은 투과도 달성에만 집중돼 있다.

반면 태양광발전 기능에만 국한되지 않고 기존 필름형 투명태양전지에 윈도우필름의 기능을 추가해 건물이나 자동차 유리창에 적용한다면 에너지원 기능뿐만 아니라 자외선 차단 및 단열이 가능해져 필름형 태양전지의 경쟁력이 올라갈 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구과제는 태양광발전이 가능한 투명태양전지의 기능과 냉·난방 소비전력을 절약해주는 윈도우(틴팅) 필름의 기능을 동시에 만족시키는 기존에 존재하지 않았던 혁신적인 미래 친환경에너지 소재 개발을 목표로 한다.

또한 플렉시블 투명전극 기판과 용액공정이 가능한 유기 물질들을 기반으로 한 저가 인쇄 공정을 통해 100cm² 크기의 모듈을 개발하고 윈도우필름의 기능을 구현하기 위한 상·하부 투명전극 및 구성층들을 포함하는 윈도우필름형 투명태양전지 구조에 대한 근본적인 연구를 진행할 계획이다.

이광희 교수가 제안한 ‘윈도우필름형 태양전지 소자 및 모듈 개발’ 과제는 국가 난제 기술이라 여겨지는 만큼 핵심 소재 및 대면적 인쇄 공정 기술과 경험을 보유한 산업체 도움이 필수적이다.

이에 따라 해당 분야의 전문 기술을 보유한 엠에스웨이(주)와 산학 공동연구로 진행될 계획이며 이번 과제에 필수 핵심 소재인 봉지재(Encapsulation) 기능을 겸하는 대면적 플렉시블 투명전극 기판 개발과 필수 핵심 기술인 대면적 인쇄공정 기술개발을 공동으로 수행한다.

이번 연구과제는 한국연구재단 중견분야 지원대상 과제로 선정돼 향후 5년(2020년 3월~2025년 2월)간 추진될 예정이다.