[중장기강추][동진쎄미켐] 신기술 개발 임박!!
2008/01/19 10:14 조회: 867 스크랩: 1
동진쎄미켐에서 차차세대 태양전지인 염료감응형 태양전지 소재를 개발 중이다.
내년까지 개발을 완료한다고 한다.
이것은 반도체형 태양전지 생산비의 20% 정도로 같은 전기를 생산한다고 한다.
가시광선만 있어도 전기가 생산되며
염료에 색깔을 넣을 수가 있어 건물 유리창을 이것으로 시공하면 전기가 생산된다.
4세대 염료로서 페인트처럼 녹여서 칠하면 시공이 끝난다고 한다.
작년 LG경제 연구소 리포트에서도 지적했듯이
태양전지의 발전 속도가 빨라서 현재 시공중이거나 진출할려는 반도체형 태양전지도,
차차세대 기술인 염료형 태양전지 같은 새로운 형태 기술 출현을 고려하면 리스크를 내포하고 있다고 한다,
실리콘형 태양전지 사업 진출이나 신규 투자도 한번쯤 생각해야 할 시점이다.
동진 07.5.15 전자 공시
염료감응태양전지용 재료 개발
염료감응태양전지의 핵심 재료인 고효율 4세대 염료를 비롯한 핵심재료 개발중.
아래는 그동안 본인이 조사한 자료 이거나 참고한 신문 기사들이다.
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태양전지의 종류는
반도체형 과 염료형으로 나누는데
현재..........벌크형 실리콘반도체 태양전지
차세대.......박막형 반도체 태양전지
차차세대....염료형 태양전지, 생산 원가는 실리콘형의 20% 정도.
내년까지 동진에서 개발 예정이라고한다.
염료형 태양전지는 ,,국내에서 최고 기술 개발,
내년 2008년 ..특허 종료, 로열티 지불 않고도 본격적으로 상용화 가능 시점.
염료형은 녹인 다음 페인트칠을 하면 돼 반도체형보다 더 간단하다고 한다.
실리콘 태양전지에 버금가는 에너지 변환효율을 갖고 있으며,
생산원가가 실리콘 태양전지의 5분의 1 수준으로 저렴해 차세대 태양전지로 주목받고 있다.
가시광선만 있으면 어디서던지 작동되어 전기를 생산하는 점이 장점이다.
특히 몇 년 전까지만 해도 다결정 실리콘 가격이 kg당 25달러였으나
최근 소재 가격이 3배 이상 폭등하면서 앞으로 염료감응 태양전지의 상용화에도 청신호가 켜졌다.
현재 실리콘형 태양전지는 원료가 부족하고 대부분 원재료를 수입하는 실정이고 또한 생산비용이 높아서
그나마 정부 보조금으로 보급되는 실정이다. 만약 정부 보조금이 중단되면 사업성이 없는 제품이다.
향후 염료형 전지가 (실리콘형의 생산비 대비 20% 정도) 시장에 나오면 엄청난 파괴력을 가질 것으로 예상된다.
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이회장은 그 당시 전국의 최고 수재들이 갔다는 서울대 화공과 출신이다.
동진의 연료전지 재료인 ..전기 통하는 플라스틱인 폴리아닐린 나노 입자의 특허는 ...서울대 화공학부 장정식 교수와 공동으로 등록되어 있고...
(아마도 BK21 사업의 산학협력 연구과제가 아니었을까?)
요즈음 서울대 화공분야 연구인력 양성단에서 하는 BK21 ..2단계 사업의 하나가
동진쎄미켐등과 산학공동 사업단을 구성하여
산학협력 연구과제의 수행및 연구인력 교육이라는데..
연구과제로 특히 연료전지 소재 개발에 나서고 있는 것 같다.
추측이지만
이 회장의 염료형 태양전지 개발 발언과 서울대 BK 21-동진쎄미켐의 산학협력 연구과제와 관련이 있지 않을까?
이 회장이 밝힌대로 염료형 태양 연료 전지 개발에 본격 나서는 건지...
동진에서는 연료전지 연료전지 관련분야 전공자를 채용하고........
이미 염료형 태양전지에 관해서는 한국이 최고의 효율을 가진 기술을 가지고 있다고 한다.
여기에 시공에 편리하고 대량생산 가능한 효율적인 소재로 보완하면
(반도체형보다 더 간단한....녹인 다음 페인트칠을 하면 돼는 염료형 태양전지....)
세계적인 제품이 되지 않을까 한다.
내년까지(1년후) 정말 좋은 결실이 있기를 바란다.
내용은 서울대 잡지 가을호에서 참고.
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동진쎄미켐
전자재료 사업부 종합연구소 4팀 에서 염료감응형 태양전지 소재 개발 중.
참고
염료감응형 태양전지는 현재 에너지 변환 효율이 10%를 넘는다
염료감응형 태양전지의 핵심 재료는 크게 3가지라고 한다.
1.염료
2.전해질
3.금속 산화물
이 3가지 재료의 궁합이 전체 염료감응형 태양전지의 효율을 좌우한다고 한다.
염료는 크게 2가지로 나누어진다
1.유기금속 염료........그레첼 시스템
2.유기 염료...........아라카와 시스템
최근 2~3년간의 연구에 의하여 유기염료는 빠른 속도로 발전하여 유기금속 염료의 최고 효율에 접근하고 있다고 한다.
유기 염료는 가시광선 영역에서의 높은 흡광 효울과 유기금속 염료에 비하여 저가에 합성이 가능하다는 장점과
더불어 유기염료가 아직까지 소자 공정이 최적화 되어 있지 않아서 발전 가능성이 무궁한 미래의 염료로서 산업적인 장점이 많다고 한다.
유기금속 염료는
1세대 염료는..전하 분리와 전색체 개념
2세대 염료는 ..1세대 + 소수성기(물을 싫어하는 성질)를 이용한 안정성 향상 개념(젤 형태의 이온 전해질 사용)
3세대염료는... 2세대 + 파이-콘쥬게이션을 이용한 광 흡수 향상 개념
염료 감응형 태양전지가 기존의 상용 태양전지와 비교해 가장 큰 차이점은 가시광선 영역에서 광 흡수와 전하를 분리 한 것이라고 한다.
염료형 태양전지는 80도 조건하에서도 변환 효울에 별 변화 없이 안정한데 비하여, 비정질 실리콘 태양전지는 광퇴화가 나타나 광전 손실이 나타난다고 한다.
현재 스위스의 그래첼의 염료감응형 태양전지 시스템의
염료를 사용하여 산업화를 위한 실제 소자 최적화및 내구성 (고체전해질 및 젤 형태의 이온)향상
열적 안정성에 대한 파일럿 연구등이 병행되어 진행되고 있다
이것은 사용되는 재료들이 친환경적이고
현재 연료감응형 태양전지의 변환 효율을 고?XXX?비정질 Si 태양전지 생산 원가의 1/3~1/5로써
가격경쟁력이 우수하다 장점외에
다양한 색상의 제품들을 투명하게 만들 수 있다는 장점이 있어
실제 건물의 외부 창을 비롯한 소비자의 취향에 맞는 제품을 다양하게 생산 할 수가 있다.
이런 장점들로 인해서 학계를 비롯한 세계 여러 기업들의 대규모 연구가 진행되고 있다
동진쎄미켐 전자재료 사업부 종합연구소 4팀에서 연구하고 있다고 한다.
염료감응형 태양전지 구가 지정연구실 연구 책임자... 고려대 고재중 교수
스위스 연방대 그라첼 연구팀과 차세대 염료감응형 태양전지용 염료 공동 개발중
출처... 고분자 과학과 기술 제 17 권 4호 2006년 8월..
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이시대의 명장기술인 - (주)동진쎄미컴 이부섭 회장
동진쎄미켐이 제품개발과 국산화에 잇따라 성공한 것은 이부섭 회장 특유의 기술연구에 대한 투자와 관심 덕택이다. 동진쎄미켐은 지금도 매출액의 7~8%를 R&D에 투자하고 있다.
이부섭 회장의 기술인과 기술에 대한 소견이다. 동진쎄미켐은 앞으로 에너지재료 분야로 범위를 넓혀 새로운 도약을 준비 중이다. 다가올 미래에 차세대 에너지산업이 유망할 것임을 예측해 꾸준한 기술개발을 해왔다. 열감응성재료나 태양열감응용염료, 유기반도체와 같은 곳에 투자하는 연간 개발비만도 수백억원에 이른다. 발포제산업의 세계1위를 이룩한 이부섭 회장의 개척정신이 이제 에너지산업에서 또 한번 빛을 발하려 하고 있는 것이다.
[No. 7]기술과 미래 2007 01/02월호
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기술로 리드하지 않으면 미래는 없다
동진쎄미켐의 이부섭 회장은
이 회장은“앞으로 연료전지나 태양전지와 관련 있는 에너지산업이 중요해질 것”이라고 말했다.
그의 집안은 400 년간 14대에 걸쳐 서울 연희동에서 살아왔다.
이런 집안내력에 걸맞게 그는"동진쎄미켐이 머크나 듀폰 같은 세계 굴지의 화학회 사처럼 100년 이상 살아남는 회사가 되려면 좋은 기술과 획기적인 발명품이 있어야 한다"고 강조했다.
“창립 초기나 지금이나 기술이 중요하다고 생각합니다. 그리고 그 기술을 개발할 사람이 중요하죠.”동진쎄미켐에는 500여명의 직원이 있는데, 이 가운데 절반 정도가 연구개발자다"
"연구원의 대우는 삼성에 못지않으며 매년 100억원 이상을 연구비로 투자하고 있다”고 이 회장은 귀 띔했다
“특히 반도체나 염료를 이용한 태양전지를 개발하는데 내년까지 500억원을 투자할 계획” 이라고 밝혔다.
"두 태양전지 다 햇빛을 쪼이면 전기가 발생하는데, 염료형은 녹인 다음 페인트칠을 하면 돼 반도체형보다 더 간단하다"고 했다.
과학 동아 2007년 3월호
2008년은
염료형 태양전지 특허가 종료되기 때문에
특허료 지불 없이 상용화가 가능한 시점이기 때문이다.
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염료감응 태양전지 서브모듈 개발
한국과학기술연구원(박남규) 주관으로
한국화학연구원,한양대학교,부산대학교,세종대학교, 연세대학교,고려대학교
(㈜세아티이씨, ㈜씨엠에스테크놀러지,㈜나노팩) 에서 개발
사업 연도는 '06.12.01~'09.11.30 (3년) 간이다.
염료감응형 태양전지 ..동영상..클릭
1.신 개념 태양전지가 온다
아래 주소 클릭 (염료감응형 태양전지 동영상)
http://news.naver.com/tv/read.php?mode=LSS2D§ion_id=115§ion_id2=308&office_id=057&article_id=0000061380&menu_id=115
http://news.naver.com/tv/read.php?mode=LSS2D§ion_id=115§ion_id2=308&office_id=214&article_id=0000028272&menu_id=115
2.세계 최고 플라스틱 태양전지 ...동영상
http://news.naver.com/tv/read.php?mode=LSS2D§ion_id=115§ion_id2=308&office_id=055&article_id=0000102959&menu_id=115
http://news.naver.com/tv/read.php?mode=LSS2D§ion_id=115§ion_id2=308&office_id=052&article_id=0000157479&menu_id=115
위의 회사들을 인터넷으로 검색해보면
㈜씨엠에스테크놀러지
소프트웨어,전자장및열해석소프트웨어EMF개발업체.
㈜세아티이씨
압축기 생산 전문업체, 터보식 공기압축기, 가스압축기, 용접기, 주변기기 등 제조회사
㈜나노팩
광촉매, 기능성 코팅제, 광촉매 공기청정필터 및 시스템 개발, 광고용 코팅제, 항균, 탈취 용품 전문 업체.
염료 감응형 태양전지 기술·시장·연구동향 및 분석이라는 연제를 발표하는 것으로 보아서 염료감응형 태양전지 개발에 관심이 많은 것 같다.
염료감응 태양전지 서브모듈 개발 을 개발 할려면
4세대 염료를 합성하는 회사가 빠져 있다.
최근 동진쎄미켐에서 연구소등에 염료형 태양전지 소재 매출이 소규모로 일어 나고 있다고 한다.
결국 염료감응 태양전지 서브모듈 개발은 동진의 소재를 기반으로 만들고 있다고 추정된다.
한국은 2010년 초 국내·외 생산업체, 연구소 등과의 실증연구를 마치고 뒤 상용화될 것으로 보고있다.
2009.11.30일까지 염료감응 태양전지 서브모듈 개발을 끝낼려면 역으로 산정해보면
동진쎄미켐 이회장의 인터뷰 내용대로 내년(08년)까지 4세대 염료를 개발해야 가능하다.
염료형 태양전지 개발은 지난 91년 스위스연방기술원(EPFL)의 마이클 그랏젤 화학과 교수가 값싼 유기염료를 이용하면서도 나노기술을 이용, 기존의 실리콘 전지에 버금가는 에너지 효율을 갖는 염료감응 전지 제작기술을 세계적인 과학전문지 네이처에 발표하면서부터다.
이미 17년이 흘렀고 내년(08년)이면 그랏젤 교수의 특허가 종료되는 싯점이다.
염료감응형 태양전지의 핵심소재인 염료는 이미 제품으로 만들어도 될 만큼의 기술이 대발된 상태다.
상용화되면 엄청난 시장 파괴력을 가질 것으로 판단된다.
참고로 LG경제 연구소와 대우증권 리포트를 보더라도
현재 실리콘 반도체형 태양전지 사업의 리스크 중의 하나가 바로
염료형 태양전지 기술의 개발이라고 지목될 정도다
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참고 기사 및 자료
빛에너지의 새혁명 '연료감응 태양전지'
[전자신문 2003-12-17 08:30]
태양 빛을 전기에너지로 변환하는 태양전지 기술이 차세대 에너지 혁명을 준비하고 있다.
태양 전지는 지구 전체의 1000분의 1만 채워도 인류가 사용하는 에너지원의 전부를 공급하고도 남는다. 무한한 태양 빛을 에너지원으로 활용하는 기술의 상용화가 일상 생활 문턱까지 다가왔다.
지구표면에 도달하는 연간 태양에너지의 총량을 킬로와트시로 환산하면 7.95×10의 17승 kWh. 이는 전세계가 연간 소비하는 에너지 총량의 1만배다. 10%의 에너지 변환 효율을 갖는 태양전지로 지구 전체의 0.1% 만 채워도 인류가 사용하는 에너지원 전부를 공급할 수 있는 엄청난 양이다.
상상속에서만 가능했던 태양광 자동차나 태양열 주택 및 빌딩 등의 에너지 보급이 태양 전지 기술에 의해 구현될 수도 있고, 일부에서는 상용화의 길로 접어 들었다.
지난 1839년 프랑스의 물리학자 베크렐이 처음 금속 전극과 전해질로 구성된 셀이 빛에 노출되면 전류가 발생한다는 광기전 효과를 발견한 이후 실용화 문턱까지 장장 164년이 걸렸다.
태양전지라는 개념은 지난 1954년 AT&T 벨연구소의 채핀과 풀러, 피어슨에 의해 실리콘을 이용한 기술이 처음 빛을 봤지만 본격 거론되기 시작한 시점은 70년대 오일쇼크를 거치면서. 이때부터 대체 에너지로서 연구가 한층 탄력을 받게 됐다.
그러나 우리가 상상하는 태양열로 자동차를 움직이고, 가전제품에 전기를 공급하는 등 일상생활속에서의 에너지원으로 활용되지는 못했다. 에너지 변환 효율은 좋을지라도 생산단가가 일반 전기요금보다 많게는 10배 이상 비싸 보급이 어려웠던 것.
판도변화를 보이기 시작한 것은 지난 91년 스위스연방기술원(EPFL)의 마이클 그랏젤 화학과 교수가 값싼 유기염료를 이용하면서도 나노기술을 이용, 기존의 실리콘 전지에 버금가는 에너지 효율을 갖는 염료감응 전지 제작기술을 세계적인 과학전문지 네이처에 발표하면서부터다.
국내에서는 한국전자통신연구원(ETRI)이 처음으로 10∼20㎚크기의 산화물 표면에 유기염료를 흡착해 수십㎛ 필름을 만들고 전극화하는데 성공했다. 이 기술을 개발한 박남규 박사는 “염료감응 테양전지의 경우 가시광선을 투과시킬 수 있어 건물의 유리창이나 자동차 유리에 그대로 붙여 사용 가능하다”며 “상용화로 접어 든 것으로 봐도 된다”고 설명한다.
실제 일본은 도요타, 히다치막셀, 산요 등 50여개의 기업이 염료감응 태양전지 개발 사업에 참여하고 있다. 미국에서는 국립신재생에너지연구소(NREL) 등지에서 기초에서부터 응용까지 다양한 연구가 진행되고 있으며 호주의 STI, 스위스 솔라로닉스 등 기업에서 염료감응 태양전지의 상용화에 나서고 있다.
최근 ETRI를 방문한 그랏젤 교수는 “염료감응 태양전지는 심지어 부엌에서도 손쉽게 만들 수 있을 정도로 공정이 간단하다”고 강조하며 “염료감응 태양전지가 전세계의 빌딩 유리창을 장악하는 날도 그리 멀지 않았다”고 말했다.
<대전=박희범기자 hbpark@etnews.co.kr>
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[클릭 IT－KIST 재료연구부]투명컬러 태양전지 상용화 총력
[파이낸셜] 2006-05-12 16:54
색이 빛을 만나 에너지를 만든다. 마치 초록색 나뭇잎이 광합성 작용을 하듯 색을 입혀놓은 투명한 유리가 빛 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 투명컬러 태양전지가 개발 중이다.
한국과학기술연구원(KIST) 재료연구부가 현재 연구중인 투명컬러 태양전지는 가시광선을 받으면 전자를 방출하는 염료를 활용한 것으로 빛이 있는 곳이면 어디서든 에너지를 생산한다.
이 전지가 기존의 태양전지와 다른 점은 투명할뿐 아니라 여러 색깔의 염료로 디자인 요소가 가미된 전지라는 점이다.
원리는 두 유리기판 사이에 유기염료를 입힌 나노분말를 넣고 전해질을 채우면 빛을 받아 염료분자에서 나온 전자가 전류를 발생시키는 방식이다.
전자를 잃은 염료분자는 기판 사이 전해질을 통해 전자를 환원받아 같은 과정을 반복한다. 이때 염료와 나노분말, 전해질, 기판 등이 어떤 재료로 이뤄졌느냐에 따라 에너지 효율이 결정된다.
이 기술을 개발한 KIST 박남규 박사는 “나노입자 크기를 조절해 기존 실리콘 태양전지에서 실현하기 어려운 투명한 전지의 제조가 가능해졌다”며 “이를 상업화 할 경우 정보기술(IT) 분야 및 고층 빌딩 등에서 특히 활용가치가 높을 것”이라고 말했다.
우리가 들고 다니는 휴대폰과 노트북, 휴대용개인단말기(PDA) 등의 모바일기기는 24시간 충전돼 있어야 한다. 이 기술을 이용하면 배터리가 다 떨어져 먹통인 휴대폰을 놓고 속을 썩일 필요가 없다. 빛이 있는 곳에선 어디서든 충전이 가능하기 때문이다. 굳이 태양빛일 필요도 없다. 가시광선이면 어디서든 가능하다. 게다가 색색으로 꾸민 태양전지로 세련된 디자인을 연출할 수 있다.
고층빌딩에서도 직사광선을 피해 유리에 색을 입히거나 실내에 차양을 칠 필요없이 투명컬러 태양전지로 창을 만들면 선탠과 에너지 생산의 효과를 동시에 얻게 된다. 그 뿐 아니라 염료를 이용해 회사의 로고나 그림 등 아름다운 디자인을 건물 전체에 입힐 수 있다. 아름다운 창문이 만들어낸 에너지는 곧바로 조명이나 냉·난방의 에너지원이 된다.
투명컬러 태양전지는 기존의 실리콘 태양전지에 비해 제조단가가 5분의 1밖에 되지 않는다는 장점과 에너지 효율이 절반선이라는 단점을 동시에 가지고 있다. 현재 실리콘 태양전지의 효율은 20% 정도. 박남규 박사팀의 목표는 투명컬러 태양전지의 에너지 효율을 13%로 올리는 것이다. 이 정도의 효율이면 낮은 제조단가 덕분에 상용화 가치가 충분하다고 보기 때문이다.
이번 연구개발의 핵심동력은 각종 재료 분야의 최고 전문가들이 한 자리에 모인 그 자체다. 염료분야, 나노분말, 기판, 전해질 등 태양전지를 구성하는 각 재료들의 최고 전문가들이 한자리에 모여 에너지 효율을 극대화할 수 있는 최적 조합을 찾아냈다.
KIST 홍경태 재료연구부장은 “세계시장에서 경쟁하기 위해선 최고의 에너지 효율을 보여주는 방법밖에 없다”며 “5년 이내에 투명컬러 태양전지를 상용화 할 수 있을것”이라고 자신있게 말했다.
/ eunwoo@fnnews.com 이은우기자
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2004.12.16 23:22
유리창 겸용 '투명 태양전지' 개발
KIST 강용수 박사팀
건물 연료비 절감 기대
▶ 강용수 박사가 반투명 태양전지로 만든 전기로 전구에 불을 밝히고 있다. 강 박사가 손에 들고 있는 것과 사람 얼굴이 비치는 유리창이 태양전지다.
유리창으로도 쓸 수 있는 태양전지가 국내 기술진에 의해 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST) 강용수 박사팀은 선글라스처럼 밖을 볼 수 있을 정도로 투명한 태양전지를 개발했다고 16일 발표했다.
이 유리창 겸용 태양전지는 산화아연이나 루테늄 계열의 염료와 반도체 역할을 하는 이산화티타늄을 섞어 만든다. 유리창처럼 판재 형태로 만들어 양쪽에 전극을 붙인 형태다. 염료를 사용하기 때문에 염료 태양전지라고도 부른다. 염료가 햇빛을 받으면 전자가 활발하게 나오고, 그 전자가 전해질을 통해 이산화티타늄을 거쳐 전극으로 이동한다. 이 전자를 전선을 통해 모으면 전기가 된다.
이 태양전지의 발전 효율은 8.1%다. 지금까지 개발된 같은 유형의 태양전지보다 발전효율이 3배나 높다. 발전효율은 빛을 전기로 만드는 비율을 가리킨다.
이 태양전지는 실리콘과 같은 반도체로 만드는 태양전지의 발전 효율(13%)에 비해 낮지만 제조원가는 5분의 1이다. 응용범위가 넓은 것도 장점이다. 건물 유리창을 이 태양전지로 바꿔 달면 건물 안에서 사용하는 연료비를 획기적으로 줄일 수 있다.
또 염료의 종류만 바꾸면 다양한 색상의 태양전지를 만들 수 있다. 강 박사는 "전극을 유리기판 대신 비닐 원료와 비슷한 수지 등으로 대체하면 둘둘 말 수 있는 태양전지판 개발도 가능하다"고 말했다
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신개념 태양 전지 시대가 온다
mbn TV | 기사입력 2007-07-02 08:50
기존 화석 연료 고갈의 위기를 맞은 요즘 전세계적으로 대체 에너지 개발 열기가 뜨겁게 달아오르고 있는데요.
그중에서도 아주 작은 입자를 이용해 만든 신개념 태양 전지가 새로운 대체 에너지 장치로 각광받고 있다고 합니다.
김경기 기자가 취재했습니다.
자외선 차단제에 들어가는 산화티타늄이라는 재료를 나노미터 급 작은 입자로 만든 뒤 투명전극판에 얇게 펼칩니다.
살짝 태우고 나서 빛을 흡수하는 염료통에 담그고 마무리 작업을 거치면 신개념 태양 전지가 완성됩니다.
이렇게 만들어진 전지를 바람개비와 연결하고 전등을 켜니 바람 개비가 움직이기 시작합니다.
이 전지의 가장 큰 장점은 기존 실리콘 전지보다 가벼우면서도 가격이 저렴하다는 것입니다.
이에 따라 최근 많은 국가에서는 연료 감응형 태양 전지가 화석 연료를 대체할 차세대 에너지 장치로 떠오르고 있습니다.
우리나라에서도 연료 감응형 태양 전지 개발 열기는 뜨겁게 달아오르고 있습니다.
이 때문에 현재 11%로 다소 뒤쳐지는 에너지 효율도 오는 2010년 경에는 15% 수준까지 높아질 것으로 예상되고 있습니다.
인터뷰 : 박남규 / KIST 에너지재료연구단 박사
-"우리가 보다 좀더 15% 정도 되는 높은 에너지 변환율을 가지는 기술 개발을 통해서 염료 감응형 태양전지가 상용화된다면 우리가 태양광을 이용해서 보다 값싼 전기를 만들어낼 수 있는 시대가 올 것이라고 생각됩니다."
오늘(2일) 저녁 7시 30분, 차세대 에너지 장치인 연료 감응형 태양 전지의 모든 것을 저희 mbn을 통해 만나실 수 있습니다.
mbn뉴스 김경기입니다.
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삼성-LG, 휘는 태양전지 상용화 '눈독'
ETRI '휘는' 염료감응 태양전지 첫 개발...올해말 민간기업에 기술이전 완료
윤미경 기자 | 2005 07/20 15:19 | 조회 6889
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.
