[이코노미 줌in] 필름만 붙여도 태양전지 효율 10%↑

김경식·고두현 교수 메타필름 개발

태양전지의 입사면에 붙이면 효율을 10% 이상 향상되는 필름이 개발됐다.

한국연구재단에 따르면 연세대 김경식 교수 연구팀 및 고두현 경희대 교수는 태양전지, LED 조명, 디스플레이 등 광조사 및 디바이스 표면에 테이프처럼 간단히 붙이기만 해도 성능이 향상되는 광 안개 메타 필름을 개발했다.

과학계에선 광소자의 내외부로 들어오고, 나가는 빛을 효율적으로 모으는 것은 물론, 전파하고, 산란시키기 위한 장치로 다양한 나노 구조체가 연구되고 있다.

연구진은 알루미늄 기판을 산화시켜 표면 아래 위로 긴 기공을 만든 후 부식으로 기공의 측벽 윗부분을 끊어내 한쪽 끝이 기판에 부착돼 있는 나노선들을 만들었다.

그리고 건조 등의 과정을 거치면 기판에 부착되지 않은 나노선의 끝들은 모세관력에 의해 스스로 모여 여러 개의 산 모양 구조체가 되는데, 이 구조체가 모인 필름은 산등성이 모양 부분과 사이사이 뚫린 구멍의 굴절률 차이 때문에 높은 광산란 특성(최대 98%)를 나타냈다. 총 투과율(최대 96%)도 높다는 것을 레이저 및 분광기를 통해 확인했다.

이 필름을 부착한 태양전지는 필름을 부착하지 않은 전지에 비해 태양전지의 빛을 전기로 바꾸는 효율이 10.3% 정도 향상된 것을 입증했다는 게 연구진의 설명이다.

최두선 기자