▒ 웨이크포레스트대(Wake Forest University)에서 개발된 유망한 새로운 태양전지,유럽특허청으로부터 첫 공식특허.


이 새로운 광섬유기반 태양전지는 오늘날의 평판 태양전지보다 2배의 에너지를 아주 적은 비용으로 생산할 수 있다고 이 광섬유 태양전지를 개발한 나노기술분자재료센터(Center for Nanotechnology and Molecular Materials)의 데이비드 캐롤(David Carroll) 박사는 말한다. “녹색에너지를 얻으려면 상당한 비용이 든다. 이 장치는 큰 영향을 끼칠 수 있다.”라고 캐롤은 말했다.

이 기술에 대한 특허는 이 태양전지의 제조방법을 개발한 파이버셀(FiberCell Inc.)에 인가되었다. 캐롤의 스핀오프 회사들 중 하나인 이 회사는 첫 대형 시험용 태양전지를 생산하고 있다. 미국 특허청에 대한 출원 결과는 아직 나오지 않았다. 이 태양전지는 심지어 해가 뜨거나 질 때에도 비스듬한 각도의 햇빛을 모을 수 있는 미세한 플라스틱 광섬유 수백 만 개로 만들어졌다. 평판 태양전지 기술들은 주로 해가 바로 위에 떴을 때 햇빛을 흡수한다.

평판 태양전지는 태양 광선이 전지의 반들거리는 표면에서 반사될 때에는 에너지를 잃지만, 광섬유 기반의 디자인은 태양 광선을 제한하기 위해 더 넓은 표면을 형성함으로써 빛을 작은 광섬유 ‘캔’ 속에 포획한다. 포획된 빛은 거의 완전히 흡수될 때까지 광섬유 속에서 반사된다. 이것은 광섬유 기반 태양전지를 이용하면 훨씬 더 많은 에너지를 생산할 수 있다는 것을 의미한다.

웨이크포레스트대의 광섬유 태양전지는 매일 수 킬로와트시(kWh)를 생산할 수 있는 일반적인 평판 태양전지보다 2배 정도의 에너지를 생산할 수 있을 것이다. “일반적인 흡수체를 이용해도 그 어떤 기술보다도 더 많은 광자들을 모을 수 있다는 것을 입증할 수 있었다. 이 장치의 작동 방식으로 인해서, 우리는 더 많은 전력을 얻을 수 있다.”라고 캐롤은 말했다.

연구팀은 이 태양전지를 제조하기 위해서, 청량음료 컵 꼭대기를 만드는데 쓰이는 것과 비슷한 기술을 이용하여 플라스틱 광섬유들을 조립하여 플라스틱 시트로 만들었다. 폴리머 또는 염료 형태의 흡수체가 분사된다. 플라스틱은 태양전지를 가볍고 유연하게 만든다. 제조자들은 이러한 태양전지를 둥글게 말 수 있을 것이며 어디든지 저렴하게 운송할 수 있을 것이다. 캐롤이 전망하는 이 광섬유 태양전지의 주요 용도는 다음과 같다.


* 녹색 건물 : “우리는 ‘똑똑한 집’을 짓는 방법을 알고 있지만 너무 비싸다. 광섬유 태양전지는 그러한 상황을 바꿀 수 있다.”라고 그는 말했다. 크기와 염료의 색을 변경하면, 건축가들이 이 태양전지를 집 디자인의 거의 모든 곳에 통합할 수 있다. 광섬유 태양전지는 다양한 각도의 빛을 모을 수 있기 때문에, 작동을 위해서 더 이상 지붕위에 있을 필요가 없다. 전력을 좀 더 효율적으로 저장할 수 있는 장치와 이 태양전지를 결합시킨다면, 사용하지 않을 때에는 조명과 설비를 끄고, 밤에 건물이 방사하는 열을 붙잡아서 순환시킴으로써, 훨씬 더 저렴하고 에너지 효율적인 건물을 갖게 될 것이다.

* 개발도상국가의 전력 공급 : 일단 주요 제조업체들이 이 경량 플라스틱 광섬유 태양전지를 발송하면, 가난한 국가에 있는 보조 공장에서는 염료를 뿌려서 설치할 수 있도록 준비할 것이다. 마무리 공정을 위한 공장은 약 5백만 달러의 비용으로 세울 수 있을 것이라고 캐롤은 추정하고 있다. 이것은 평판 태양전지를 제조하기 위한 비슷한 공장을 세우는데 드는 것보다 대략 1천 5백만 달러나 더 적은 것이다.

* 전력망의 혁명 : “지붕을 갖고 있지 않으면 어떤가? 전력회사가 그렇게 하면 어떤가?”라고 캐롤은 반문했다. 각 지역마다 몇몇 가정에 설치된 광섬유 태양전지가 전력망에 전력을 공급할 것이고, 전력회사는 컴퓨터 네트워크를 통해 에너지 수집량과 분배량을 감시할 것이다. 자택 소유자는 태양전지를 관리하지 않을 것이다. 그러한 책임은 전력회사 몫이다.

David Carroll is director of Wake Forest's Center for Nanotechnology and Molecular Materials,

which has developed a more efficient and less expensive fiber solar cell.


URL : http://www.photonics.com/Article.aspx?AID=41791

Wake Forest University : http://www.wfu.edu/wowf/2010/20100407.solar.php


<출처> NDSL, 2010. 4. 18

Posted by TopARA

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