전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 에너지

속보

더보기

ETRI, 무지개 색깔로 변하는 태양전지 개발

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

무독성 아연 활용, 박막 두께 조절해 다양 색상 구현
세계 최초로 태양 전지 변환 효율 향상 메커니즘도 규명

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 국내 연구진이 도심 환경에 아름다움을 더해줄 컬러 태양전지 구현에 성공했다. 이로써 '태양전지'의 다채로운 활용이 가능할 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 기존의 어두운 색을 띠는 태양전지에 추가 공정이나 비용 없이 다양한 색상구현이 가능한 친환경 컬러 CIGS 박막 태양전지 개발에 성공했다고 25일 밝혔다. 또한, 광펌핑 테라헤르츠 분광법을 이용해 효율 향상 메커니즘을 세계 최초로 설명할 수 있었다고 전했다.

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = ETRI 연구진이 CIGS 증착 장비로 박막 태양전지 공정을 모니터링하고 있는 모습. (왼쪽부터 정용덕 책임연구원, 이우정 선임연구원). [제공=ETRI] 2020.06.25 swiss2pac@newspim.com

연구결과는 세계 최고 수준의 에너지 분야 국제 학술지인 '나노 에너지(Nano Energy)'와 '프로그레스 인 포토볼태익스(Progress in Photovoltaics)'에 각각 게재돼 기술의 우수성을 입증했다. CIGS 박막 태양전지는 태양광을 전기에너지로 변환시키는 데 사용되는 차세대 태양전지로 유리기판 등에 CIGS를 얇은 막으로 쌓아 올려 제작된다.

비 실리콘 계열 태양전지 중에서 높은 광 흡수율을 가져 에너지 변환 효율이 가장 뛰어나고 안정성이 좋다는 장점이 있다. 또한, 실리콘 계열 태양전지에 비해 원자재 소비가 적으며 공정 비용과 재료비용도 저렴하다.

하지만 유해 중금속인 카드뮴을 함유한 소재를 완충층으로 사용하기 때문에 상용화가 어렵다는 단점이 있었다.

이때 ETRI 연구진이 황화카드뮴(CdS)의 대체재로 인체에 무해한 아연(Zn) 함유 소재를 이용하여 약 18% 수준의 유사한 변환효율을 내는 데 성공함으로써 이러한 한계는 일부 해소될 전망이다. 더불어 추가 공정이나 비용 없이 태양전지에 보라, 녹색, 청색 등 7가지 이상의 색깔을 구현해낼 수 있어 상용화에 한 걸음 더 다가섰다는 평가다.

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = ETRI 연구진이 개발한 친환경 컬러 CIGS 박막 태양전지 사진. [제공=ETRI] 2020.06.25 swiss2pac@newspim.com

연구진은 물 위에 떠 있는 기름띠가 무지개색으로 보이는 빛의 간섭 현상에 착안해 박막 구성층 두께를 조절함으로써 여러 색깔을 구현하는데 성공했다고 설명했다. 연구진이 구현한 박막 태양전지의 두께는 3㎛에 불과하며 유리기판 뿐만 아니라 유연기판에 코팅도 가능하다. 구부리거나 접을 수 있는 형태로 제작할 수 있어 건물 유리창에 부착하는 등 차세대 친환경 에너지원으로 쓰임새가 다양해질 전망이다.

아울러 연구진은 새로운 분석법으로 태양전지 효율 향상 메커니즘을 규명하는 데도 성공했다. 그동안 학계는 태양전지가 태양 빛에 장시간 노출될수록 변환효율이 증가하는 현상의 원인을 정확하게 규명하지 못한 상태였다. 이때 연구진이 광펌핑 테라헤르츠 분광법을 이용하여 광펌핑 후 여기된 태양전지 내 전하의 움직임을 측정한 끝에 시상수를 도출해내면서 효율이 향상되는 직접적인 원리를 세계 최초로 설명했다.

ETRI가 새로운 분석법을 개발하면서 친환경 고효율 태양전지 제작 기술력을 한층 더 높일 수 있는 가능성을 제시한 셈이다.

장용덕 연구책임자인 책임연구원은"본 기술로 컬러가 구현된 고부가가치 태양전지 제품 생산과 차세대 응용 분야를 창출해 도시형 태양광 발전에 기여할 수 있을 것이다"고 말했다.

연구진은 친환경 컬러 CIGS 박막 태양전지 제조 기술을 태양광 모듈이나 도심형 건축물 건자재 및 이동체나 휴대용 기기 등에 적용하기 위한 비즈니스 모델 개발 및 상용화 지원 절차를 진행할 계획이다.

아울러 친환경 색상 구현기술을 유연기판에 적용해 가벼우면서도 심미성이 뛰어난 고효율 태양전지를 개발할 계획이다.

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = CIGS 박막 태양전지에 적용된 무독성 아연 완충층 상세 구조도. [제공=ETRI] 2020.06.25 swiss2pac@newspim.com

강성원 ETRI ICT창의연구소장은 "전력의 수요-공급이 불균형한 현대 사회에서 차세대 신재생 에너지원을 확보하는 일이 매우 중요해졌다"면서 "미래사회를 대비하기 위한 박막 태양전지 기술 개발을 선도하고 친환경 미래 에너지원 확보에 기여할 것이다"고 밝혔다.

본 연구는 과학기술정보통신부 '도심 분산전원용 고성능 플렉서블 무기박막 태양전지 원천기술 개발'과제 내의 '무독성 버퍼층을 갖는 다색 플렉서블 박막 태양전지 기술 개발'과제의 일환으로 수행됐다.

ETRI 반도체·디스플레이 원천기술을 기반으로 KAIST, 연세대, 포스텍이 연구에 도움을 줬다. 논문 1저자는 조대형 선임연구원과 이우정 선임연구원이며 교신저자는 정용덕 책임연구원이다.

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
국립정동극장 대표이사에 서승만 [서울=뉴스핌] 김용석 선임기자 = 최휘영 문화체육관광부 장관은 10일 서승만 씨를 재단법인 국립정동극장 대표이사에 임명하고 임명장을 수여했다. [서울=뉴스핌] 김용석 선임기자 = 재단법인 국립정동극장 대표이사에 임명된 서승만 씨. [사진= 문체부] 2026.04.10 fineview@newspim.com 서승만 신임 대표이사는 방송·공연 연출·극장 운영 분야를 두루 거친 공연예술·콘텐츠 기획 전문가다. 국민대학교에서 연극영화·영상미디어 학·석사 학위를 취득하고 행정학 박사 학위까지 받았다. 극단 상상나눔 대표, 소극장 상상나눔씨어터 대표를 지냈으며, 사단법인 국민안전문화협회 회장, 한국공공관리학회 홍보위원장, 행정안전부 홍보대사 등 공공 영역에서도 폭넓게 활동했다. 마당놀이 '온달아 평강아'·'뺑파전', 뮤지컬 '노노이야기'·'터널' 등을 직접 연출한 무대 현장 경험도 갖췄다. 최휘영 장관은 "신임 대표이사가 그간 축적한 현장 경험과 홍보 역량을 바탕으로 국립정동극장의 관광 자원으로서 역할을 강화하고, 우수한 공연을 국내 관객을 넘어 세계에 알리는 데 핵심적인 역할을 해주길 기대한다"고 말했다. 서 대표이사의 임기는 3년이다. 국립정동극장은 한국 최초 근대식 극장인 원각사 복원을 설립 이념으로 1997년 문을 연 재단법인이다. 전통공연 예술작품의 제작·공연과 국내외 교류를 주요 사업으로 삼아왔으며, 최근에는 전통연희·연극·뮤지컬 등 정동길의 근현대 문화유산을 토대로 서울 도심을 대표하는 공연을 선보이고 있다. fineview@newspim.com 2026-04-10 14:55
사진
이란, 호르무즈 기뢰 해역 지도 공개 [서울=뉴스핌] 최원진 기자= 이란 이슬람혁명수비대(IRGC)가 호르무즈 해협에 기뢰를 부설한 해역의 지도를 공개했다고 해사 전문 매체 로이즈 리스트와 알자지라 등이 9일(현지시간) 보도했다. 공개된 지도에 따르면 혁명수비대 해군은 해협 남쪽 절반에 해당하는 사각형 구역을 위험 해역으로 지정했다. 선박은 이란 당국의 사전 허가를 받아 북쪽 항로로만 통과할 수 있다. 이란 혁명수비대가 9일(현지시간) 공개한 호르무즈 해협 기뢰 부설 해역 지도. [사진=이란 누르뉴스] 구체적으로 혁명수비대 해군은 "해상 안전 원칙 준수 및 해군 기뢰와의 충돌 방지를 위해, 혁명수비대 해군과의 사전 협조 하에 추후 공지 시까지 첨부 지도에 따른 아래의 대체 항로를 이용할 것을 요구한다"면서 입항 항로는 오만만에서 북쪽 라라크섬 방향으로 진행 후 페르시아만으로 계속 진입하고, 출항 항로의 경우 페르시아만에서 라라크섬 남쪽을 경유한 후 오만만으로 향해야 한다고 안내했다.   미국과 이란의 휴전 합의에도 해협 통행은 사실상 막힌 상태다. 블룸버그통신에 따르면 8일부터 9일 오전까지 해협을 통과한 선박은 이란 연계 선박 7척에 불과했다. 평소 하루 양방향 통행량인 135척과 비교하면 사실상 봉쇄 수준이다. 이란 항만해양청도 기뢰 위협을 이유로 선박용 안전 항로 2개를 별도로 공식 지정했다. 이란 외무부 부장관은 영국 ITV와의 인터뷰에서 "어떤 선박이든 항행할 수 있다"면서도 이란 군과의 사전 교신이 필요하다고 밝혔다. 이란의 허가 요구가 확인되자 통과를 시도하려던 유조선 한 척이 계획을 취소한 것으로 알려졌다. 아랍에미리트(UAE) 최대 석유기업 아부다비국영석유공사(ADNOC)의 술탄 알 자베르 최고경영자(CEO)는 "호르무즈 해협은 열려 있지 않다"며 "접근이 제한되고, 조건부로 통제되고 있다"고 잘라 말했다. 국제해사기구(IMO)의 아르세니오 도밍게스 사무총장은 이란이 통행료 징수 체계를 영구화하려는 움직임에 대해 "국제 관행에 맞지 않는 별도의 메커니즘으로, 받아들일 수 없다"고 비판했다. EOS 리스크그룹의 마틴 켈리 자문실장은 기뢰 부설이 확인될 경우 해협 정상화까지 "최소 수개월이 걸릴 것"이라고 경고했다. 세계 석유·액화천연가스(LNG) 공급량의 약 5분의 1이 통과하는 이 해협의 봉쇄가 장기화될 경우 글로벌 에너지 시장에 미치는 충격은 상당할 것으로 전망된다. wonjc6@newspim.com   2026-04-10 08:42
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동