태양전지는 태양광이 광활성층에 흡수되면서 전기를 생산한다. 반면 우리 눈에 투명하게 보이는 물체는 태양광 중 가시광선이 물체를 투과한 경우다. 따라서 주로 가시광선을 ‘흡수’하는 실리콘 태양전지를 투명하게 만들면, 흡수할 태양광이 줄어 효율이 떨어진다.
연구진은 ‘투명하고 유연한 고분자 기판’과 ‘특수한 형상으로 제작된 실리콘 막대’를 이용했다. 이 태양전지에서는 실리콘 막대가 광활성층 역할을 해 태양광을 흡수하고 전기를 생산한다. 이 실리콘 막대들은 육안으로 볼 수 없는 간격으로 배치돼 우리 눈에는 투명하게 보인다. 따라서 새로운 태양전지는 기판 자체의 투명하고 유연한 성질이 그대로 남게 된다.
이번 연구에서는 실리콘 막대의 형상을 바꿔, 투명도는 유지하면서도 빛 흡수를 크게 늘렸다. 태양전지에서는 빛의 흡수나 투과뿐 아니라 반사도 일어난다. 대부분 반사되는 빛을 활용하지 못하는데, 이를 다시 태양전지로 흡수할 구조를 만들었다.
최경진 교수는 “이번에 개발한 태양전지는 수십 번의 굽힘 시험을 해도 95% 이상 초기 효율을 유지해 건물이나 차량 유리는 물론, 휴대용 전자장치 등에 다양하게 적용될 것으로 기대한다”고 말했다. 김봉출기자
김봉출 기자
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