삼성-LG, 휘는 태양전지 상용화 '눈독'

[펌] 삼성-LG, 휘는 태양전지 상용화 '눈독' 태양전지 뉴스
2005/10/27 12:55
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출처 : 最强 HONG`s BLOG


[머니투데이 윤미경 기자]삼성전자와 LG전자가 필름처럼 휘는 염료감응 태양전지 상용화에 적극 앞장설 움직임을 보이고 있다.
'염료감응 태양전지'는 한국전자통신연구원(ETRI)이 정보통신부 국책과제로 진행해 자체 개발에 성공한 것으로, 20일 언론에 처음 공개됐다.
ETRI는 현재 시제품에 불과한 이 차세대 태양전지를 올연말쯤 기술이전을 추진한다는 계획이다. 이에 따라, 삼성전자와 LG전자 등 대기업은 물론 중소기업들도 차세대 태양전지 기술이전을 받기 위해 서두르고 있는 상황이다.
이 차세대 태양전지 개발주역인 ETRI 류광선 박사는 "삼성전자와 LG전자 등 대기업뿐만 아니라 중소기업들도 현재 기술이전 의사를 비추고 있다"면서 "대기업과 중소기업에 골고루 기술이전을 해줄 계획이며, 중소기업의 기술이전 비용은 대기업의 절반"이라고 했다.
◇휘는 태양전지 개발은 세계 처음
ETRI가 개발한 차세대 태양전지 '염료감응 태양전지'는 현재 전세계에 걸쳐 널리 사용되고 있는 실리콘 태양전지에 비해 잘 휘어지고 투명해서 활용범위가 광범위한 편이다. 이같은 이점은 기존 실리콘 태양전지에 비해 상용화 시기를 앞당기는 촉매제로 작용할 것으로 보인다.
류광선 박사는 "자유자재로 휘어질 수 있는 염료반응 태양전지는 휴대폰이나 입는PC, 자가충전용이나 옷, 모자, 자동차 유리, 건물 등 산업전반에 걸쳐 적용할 수 있는 제품"이라며 "가격도 실리콘 태양전지에 비해 75% 가량 저렴해서 비용대비 효율성이 높은 편"이라고 했다.
염료감응 태양전지가 개발된 것은 이번이 처음은 아니다. 그러나 지금까지 선보인 염료감응 태양전지는 딱딱한 플라스틱 재질을 이용했기 때문에 에너지 변환효율이 낮았을 뿐만 아니라 다양한 소재로 활용하는데 한계가 있었다.
반면, ETRI가 개발한 '휘는' 염료감응 태양전지는 일단 얇다. 두께가 4mm에 불과한 이 전지는 한쪽면이 스테인리스스틸 소재를 사용하고 다른 쪽면은 플라스틱 소재를 사용해 구부림이 가능하면서도 에너지 변환효율은 높았다. 일본에서 개발된 염료감응 전지가 에너지변환 효율이 4.1~4.2%인데 비해, ETRI가 개발한 휘는 염료감응 전지는 4.8%였던 것이다.
'염료감응 기술'이란 한쪽면에 입혀진 염료가 태양을 받아 반응하면서 전자를 만들어내도록 한 것이다. 여기서 만들어진 전자는 15~20나노미터 크기의 구슬입자를 통해 다른 쪽면으로 전달되고, 다른 쪽면에 전달된 전자가 다시 반대 쪽면으로 옮겨오는 과정에서 일어나는 에너지를 활용하는 원리로 개발된 것이다.
따라서 염료감응 기술을 이용한 태양전지는 반도체를 붙여서 만들어진 실리콘 태양전지에 비해 원가가 매우 낮은 편이다. 실리콘 태양전지가 1와트당 4달러 정도라면, 염료감응 태양전지는 1와트당 1달러의 비용이면 충분하다.
◇휴대폰 배터리 활용, 시간문제
이처럼 비용대비 효율성이 높게 나오다보니, 국내 기업들의 관심도 커지고 있다. 특히 휴대폰 제조사들의 경우는 태양열을 이용한 배터리 개발도 가능해질 수 있다. 류광선 박사는 "휴대폰에 활용하려면 휴대폰 표면에 휘는 태양전지 소재를 입히거나 태양광선을 많이 받기 위한 아이디어로 슬라이드 형태로 전지를 펼치는 것도 가능할 것"이라고 설명했다.
그러나 연말경 이 기술이 휴대폰 제조사로 이전된다해도 당장 상용화는 기대하기 힘들지만 몇가지 난제만 해결되면 상용화하는데 문제가 없어보인다. 이번에 개발된 휘는 태양전지의 전압과 전류는 휴대폰이 필요한 전원요구량에 턱없이 부족하다. 때문에 상용화 과정에서 에너지전환효율을 높일 수 있는 방안이 강구될 필요가 있다.
휴대폰 대기모드에서 필요한 전원은 최소 4볼트인데, '휘는' 염료반응 태양전지는 평방 1cm당 0.5볼트에 불과하다. 최소한 대기모드 정도의 전원을 공급하려면 평방 1cm 휘는 전지를 8개까지 병렬로 붙여야 가능하다. 그러나 이 경우, 전지 입면적이 넓어지는 문제가 생길 수 있다.
류광선 박사는 "ETRI에서 개발한 휘는 태양전지가 휴대폰에 활용되려면 전압과 전류를 현재보다 최소 8배 이상 높여야 한다"면서 "물론 햇빛을 받는 태양전지 면적이 넓으면 가능한 일이지만 좁은 표면에서 활용하려면 축전기 기술도 함께 개발돼야 할 것"이라고 했다. 윤미경기자 mkyun@moneytoday.co.kr
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<아이뉴스24>
자유자재로 휠 수 있는 세계 최고성능의 태양전지가 개발돼 휴대폰, 웨어러블 PC 등 차세대 PC산업에 필요한 전원으로 사용될 전망이다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 휠 수 있는 세계 최고성능의 차세대 염료감응 태양전지를 개발하는데 성공했다고 20일 밝혔다. 이번에 개발된 연료전지는 미국, 일본 등 주요 6개국에 국제특허를 출원했다.
이에따라 이 태양전지는 차세대 PC산업에 필요한 전원의 자가충전용이나 옷, 모자, 자동차 유리, 건물 등에 부착이 가능해 산업전반에 매우 유용하게 적용될 것으로 보인다.
이미 미국, 일본 등 선진국에서 개발된 염료감응 태양전지의 경우 소재가 주로 유리나 플라스틱재질로 돼 있어 에너지 변환효율이 낮았으나 이번 ETRI가 개발한 플렉시블 염료감응 태양전지는 한쪽면이 스테인리스 스틸 소재를 다른 면은 플라스틱 소재를 사용, 구부림이 가능하다.
세계 태양전지 시장의 경우 2006년 40억 달러, 2010년 100억 달러로 예상됨에 따라 경제적 파급효과 역시 매우 클 것으로 ETRI는 전망했다.
현재 세계 각국에서 사용중인 태양전지의 대부분은 소재가 실리콘 태양전지인데 반해 이번에 개발한 ETRI의 전지는 염료감응 방식을 이용하여 제조된 것으로 티타늄산화물(TiO2)과 염료 그리고 전해액을 사용, 간편한 제조가 특징이다.
기존 실리콘 태양전지의 20% 수준의 저가 비용으로 전기에너지를 만들 수 있고 투명성과 다양한 색상을 낼 수 있다는 장점이 있다.
ETRI가 이번에 개발한 휘는 염료감응 태양전지는 두께가 0.4미리미터(mm)로 얇아 가격이나 생산성 등에서 경쟁력이 뛰어나 기존 태양전지와 비교시 효율대비 단가는 2배이상으로 분석됐다고 ETRI는 설명했다.
특히 전 세계에서 개발된 염료감응 태양전지를 비교해 보면 일본에서 개발된 태양전지의 에너지변환 효율이 4.1~4.2%인데 반해 이번에 ETRI가 개발 성공한 휘는 태양전지의 경우는 4.8%로 거의 5%에 이르러 에너지변환 효율이 매우 높다.
이번 연구는 ETRI가 단독 개발한 것으로 미국, 일본등 주요 6개국에 국제특허를 출원한 상태이며 올해중으로 업체에 기술이전을 해 상용화 될 예정이다.
이오닉스소자팀 류광선팀장은 "이 태양전지는 그 효율이 뛰어나 산업 전반에 걸쳐 활용이 다양하게 이뤄질 것"이라며 "앞으로 에너지 고갈 등 대체에너지원 발굴이 절실한 상황에서 태양빛만으로도 고효율의 에너지충전이 가능한 태양전지의 활용이 기대된다"고 말했다.
한편 지난 2003년 11월에 발간된 차세대 PC 기획시리즈에 따르면 2007년 차세대 PC의 세계시장은 354억 달러인데 휴대형이 329억 달러, 착용형이 24억 달러로 예상하고 있어 향후 휘는 태양전지를 차세대 PC산업과 현재 휴대폰 가격중 10%이상의 원가를 차지하는 배터리 등에 적용시 그 파급효과는 매우 클 것으로 ETRI는 관측했다.

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/대전=최병관기자 venture@inews24.com