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
음주운전 부장판사 감봉 3개월 징계 [서울=뉴스핌] 홍석희 기자 = 서울중앙지법 소속 현직 부장판사가 음주운전으로 감봉 처분을 받았다. 23일 법조계에 따르면 대법원은 지난 3일 서울중앙지법 A 부장판사에게 감봉 3개월 징계를 내렸다. A 부장판사는 지난해 12월 13일 오후 3시 1분께 면허 정지 수준인 혈중알코올농도 0.071% 상태로 중랑구 사가정역 근처 한식당에서 약 4㎞가량 승용차를 운전하다 적발된 것으로 알려졌다. 대법원은 "법관으로서의 품위를 손상하고 법원의 위신을 떨어뜨렸다"고 했다. A 부장판사는 현재 서울중앙지법 민사 재판부에 소속돼 있다. 서울중앙지법 소속 현직 부장판사가 음주운전으로 감봉 처분을 받았다. 서울 서초동 서울중앙지법. [사진=뉴스핌DB] hong90@newspim.com 2026-02-23 09:29
사진
'재명이네 마을'서 정청래 강제 퇴출 [서울=뉴스핌] 조승진 기자 = 정청래 더불어민주당 대표와 이성윤 최고위원이 이재명 대통령의 팬 카페인 '재명이네 마을'에서 강제 퇴출당했다. 네이버 카페 '재명이네 마을' 운영진은 22일 정 대표와 이 최고위원의 강제 탈퇴에 관한 투표 결과 이들의 강퇴가 확정됐다고 밝혔다. 투표 결과에 따르면 전체 투표수 1231표 중 찬성 1001표(81.3%), 반대 230표(18.7%)였다. '재명이네 마을' 카페에 올라온 더불어민주당 정청래 대표와 이성윤 최고위원이 강제 탈퇴 공지. [사진=카페 캡쳐] 운영진은 "정청래, 이성윤 의원은 마을에서 재가입 불가 강제 탈퇴 조치된다"고 했다. 운영진은 "분란을 만들고 아무것도 책임지지 않는 당 대표, 사퇴하라 외쳐 보지만 '너희들은 짖어라' 하는 듯한 태도"라며 "한술 더 떠 정치 검찰 조작 기소 대응 특위 수장으로 이성윤을 임명하며 분란에 분란을 가중하는 행위에 더 이상 용납이 되지 않는다"고 했다. 이어 "한때는 이 마을에도 표심을 얻기 위해 뻔질나게 드나들며 수많은 글을 썼었지만, 지난 당 대표 선거 당시 비판받자 발길을 끊었다"며 "필요할 때는 그렇게 마을을 이용하더니 달면 삼키고 쓰면 뱉는가? 우리가, 지지자들이 그렇게 만만한가?"라고 했다. 또 "이곳 '재명이네 마을'은 오직 이재명 대통령을 최우선으로 지지하는, 존경하고 사랑하는 공간"이라며 "운영자로서 할 수 있는 소심한 조치는 그저 이 공간에서 강퇴하는 것뿐이라 판단한다"고 했다. 그러면서 "이 마을은 운영자 개인 것이 아닌, 마을 주민들과 함께 가꿔온 소중한 공간이므로 이 절차에 대해 주민들과 소통하여 진행하고자 한다"며 "그 결과는 온전히 당 대표께서 받아들이시라"고 했다. '재명이네 마을' 매니저는 그동안 정 대표와 이 최고위원이 이 대통령의 행보와 엇박자를 보이며 당내 분란을 일으켰다고 주장했다. 특히 정 대표가 강행한 조국혁신당과의 합당 제안, '1인 1표제' 추진 등을 문제라고 봤다. 이 최고위원에 대해서는 특검 후보 추천 논란과 '1인 1표제' 관련 중앙위원회 투표 과정에서 제기된 사찰 의혹 등을 강퇴 배경으로 설명했다.  chogiza@newspim.com 2026-02-23 11:30
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