종이에 프린팅으로 만든 태양전지 나온다

[아시아경제 오현길 기자]차세대 에너지원으로 태양전지에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데 새로운 기술이 속속 등장하고 있다.

미국에서는 종이 위에 프린트하는 것만으로도 태양전지를 만들 수 있는 기술이 개발됐다. 국내에서도 초저가 태양전지 개발에 성공했다.

미국 메사추세스 공과대학 연구원들이 개발한 이 기술은 이달초 국제학술지인 어드밴스드 매터리얼에 게재되어 세계적으로도 인정받고 있다.

이 프린팅 공정은 120℃ 이하 온도에서 액체가 아닌 증기들을 이용하는 것이 특징이다. 이 때문에 일반 종이는 물론 옷이나 플라스틱에도 태양전지를 구현할 수 있다는 설명.

기존 태양전지는 유기 기판, 기판을 받쳐주는 구조물, 설치 비용 등이 추가로 필요해 큰 비용을 부담해야 했다. 이 기술이 상용화되면 태양전지 비용을 크게 줄일 수 있을 전망이다.

또 프린트 이후에는 휘거나 접어도 전력을 발생시킬 수 있어 다양한 분야에서 사용할 수 있다. 각종 전자기기는 물론 옷이나 현수막에도 응용이 가능하다고 설명했다.

특히 연구팀은 이 태양 전지를 사용해 종이비행기로 접었을 때조차 기능을 잃지 않았다고 덧붙였다.

음료수 병에 사용되는 플라스틱 시트 위에 태양 전지를 프린팅하고 성능의 현격한 감소없이 1000번을 접었다 폈다를 반복 할 수 있었다고 전했다.

그러나 현재 종이 프린트된 태양 전지는 약 1%의 효율을 기록하고 있어, 향후 효율을 높이는 연구가 필요하는 지적이다.

또 기존에는 종이나 섬유의 거친 표면으로 인해 태양광선을 효율적으로 흡수하지 못하는 점 또한 개선돼야할 점으로 꼽혔지만 이 연구에서는 본래부터 코팅되지 않은 종이나 프린터 종이, 티슈, 트레이싱 페이퍼, 심지어 문자가 프린트되어 있는 신문지 등에서도 작동에 이상이 없었다고 밝혔다.

최근 국내에서는 초저가 유기 태양전지 개발에 성공했다.

지난 4월 한국기계연구원 인쇄전자연구센터 김동수 박사팀은 제작비용을 기존보다 90% 줄인 초저가 대면적 태양전지 제작기술을 개발했다고 밝혔다.

이 태양전지는 정전기력을 활용해 전자잉크를 비접촉식으로 공중에서 분사하는 미세입자 스프레이 기술로 대면적을 효율적으로 코팅했다.

특히 롤 프린팅 기반의 인쇄전자 방식을 이용해 효율(태양빛을 에너지로 변환하는 정도)을 세계 최고 수준(3% 초반)에 가까운 2.8%까지 끌어올렸다.

국내에서 롤 프린팅 방식의 태양전지가 개발된 것은 이번이 처음이다. 기존의 태양전지는 주로 스핀코팅이나 박막 스퍼터링, 진공증착 등 반도체 제작 공정을 활용해 제작됐다.

롤 프린팅 방식은 반도체 제작 공정과 달리 연속적인 소자 생산이 가능하고 제작 과정에서의 재료 소모가 적어 기존 제작비용의 10%만으로도 태양전지를 제작할 수 있다는 점도 주목된다.

오현길 기자 ohk0414@