건물일체형 태양전지 특허출원 급증

지난해 538건, 한해 평균 64%씩 폭발적 증가

녹색에너지 분야에 관심이 쏠리면서 건물일체형 태양전지 특허출원이 크게 늘고 있다.

25일 특허청에 따르면 최근 5년간 태양광발전의 핵심부품인 태양전지 특허출원이 2004년74건에서 2008년 538건으로 연평균 64%씩 폭발적으로 불어났다.

태양광 발전은 환경친화성, 경제성과 산업적 시너지효과가 기대되며 녹색성장의 중심이 될 수 있는 기술 분야로 관심과 투자가 쏠리고 있음을 알 수 있다.

그러나 높은 제조 단가가 태양전지 상용화의 걸림돌이 되고 있다.

따라서 이 분야 출원의 기술발전 경향은 태양전지의 원가절감을 위해 ‘광전 변환 효율의 증대’ 및 ‘재료비 절감’에 모아져 있다.

전체시장의 90%이상을 차지하는 1세대 태양전지는 값 비싼 웨이퍼 사용 등으로 높은 원가에 문제점이 있다.

고가의 웨이퍼 대신 유리나 플라스틱기판에 광흡수층을 박막형태로 증착해 만드는 2세대 태양전지는 비정질 실리콘이나 황동계(Chalcopyrite) 화합물이 쓰인다. 이 때 비정질 실리콘 형은 효율이 낮고 황동계 화합물 형은 대량생산공정 기술이 부족하다는 문제가 따른다.

이에 따라 태양전지 원가절감의 유력한 대안으로 유기태양전지 중 식물의 광합성원리를 응용한 염료감응태양전지와 이를 외벽이나 창호형태로 건물에 일체적으로 적용한 건물일체형 태양전지기술 분야가 주목 받고 있고 특허출원 또한 크게 느는 추세다.

지난해 삼성종합기술원은 이중 유리창 내부 염료가 가시광선을 흡수해 전자를 발생시키는 투명태양전지패널을 개발해 발표한 바 있다.

같은 해 한국전자통신연구원(ETRI)은 7.4%란 높은 효율을 갖는 염료감응 태양전지기술을 개발, 리비아와 1500만 달러를 투자해 공동개발에 나서는 등 상용화에 박차를 가하고 있다.

특히 1998년 스위스의 그레첼 등이 갖고 있는 관련특허권이 지난해 10월 소멸해 상용화에 가속도가 붙을 전망이다.

건물일체형 태양전지의 또 다른 장점은 나노산화물입자를 이용, 투명하게도 할 수도 있고 염료를 이용해 건물디자인과 주변 경관에 어울리는 색을 낼 수 있어 채광성과 미감을 동시에 만족시킬 수 있다는 점이다.
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염료감응 형태의 건물일체형 태양전지는 다른 분야보다 원천기술 진입장벽이 상대적으로 낮아 후발 주자인 우리나라 입장에서도 가능성이 높은 분야란 사실이 고무적이다.

아울러 유기물 소재 특유의 유연성과 가벼움, 환경친화성, 값싼 제조원가 등의 고유장점에 채광성과 미감에 대한 장점을 더할 수 있어 최근의 도시미관 향상에 대한 요구도 만족시킬 수 있다.

따라서 앞으로 관련기술에 대한 다양하고도 활발한 연구개발과 특허출원으로 건물일체형 태양광발전이 녹색성장의 한 축을 이룰 것으로 보인다.

특허청은 이를 감안, 관련 기술 분야에 대한 특허 맵 사업 등 기술 분석을 위한 다양한 사업들을 꾸준히 펼치고 있다.

왕성상 기자 wss4044@asiae.co.kr