낮에는 전기 생산, 밤에는 전광판으로 쓰이는 태양전지

5분이 아쉬운 아침 시간, 그저 톡톡! 두드리기만 하면 안색이 환해지는 마법의 화장품은? 바로 자외선 차단제와 파운데이션이 섞여 하나만 발라도 두 가지 기능하는 화장품인데요, 또 립스틱과 볼 터치 기능을 합쳐 앞에는 립스틱, 뒤에는 솔이 달린 멀티 기능의 화장품들이 나오고 있답니다. 이러한 제품은 출근 준비 시간을 줄여주는 유용한 지원군이 되겠죠? 

일상생활 속에서도 두 가지 기능을 섞어 하나로 만든 유용하고 편리한 제품들이 등장하고 있는데요, 그렇다면 에너지에서도 멀티 기능을 하는 모델이 있을까요? 정답은 있다! 그 주인공은 바로 태양전지인데요, 태양전지의 하나의 소자로 낮에는 전기를 만들고, 이 전기를 통해 밤에는 전광판으로 사용된다는 사실! 그렇다면 멀티 기능의 태양전지에 대해 자세히 알아볼까요?

한 물건에 여러 기능을 넣은 제품은 주변에서 쉽게 찾아볼 수 있는데요, 여러 개의 볼펜 심이 들어 있어 다양한 색을 낼 수 있는 볼펜과 형광펜 같은 필기구부터 겉과 속이 각각 다른 색으로 뒤집어 입을 수 있는 점퍼, 아웃도어 기능을 일반 재킷에 추가해 등산할 때는 물론, 출근할 때도 무리 없이 입을 수 있는 옷 등 다용하게 활용되고 있답니다.

그렇다면 에너지 분야의 멀티플레이어는? 에너지 발전을 하면서도 마치 나무를 심는 것 같이 이산화탄소를 효과적으로 줄일 수 있는 친환경발전 방법을 해당할 것 같습니다. 이 중에서도 도시와 공원, 고속도로, 산간 등 지역의 구분도 없고 장난감, 휴대전화 충전기 등 여러 제품에 모두 사용되는 태양광 발전이야말로 대표 멀티플레이어가 아닐까 싶습니다.

이제 태양전지에 또 하나의 기능이 추가될 날이 올지도 모르겠습니다. 송명훈, 최경진 UNIST 신소재공학부 교수팀과 조신욱 울산대 물리학과 교수팀이 공동으로 발전과 발광이 모두 가능한 태양전지의 효율을 높이는 방법을 찾아 ‘어드밴스트 머티리얼스(Advanced Materials)’ 5월 5일자 온라인판에 발표했는데요, 연구팀이 선보인 태양전지는 바로 페로브스카이트 태양전지! 유기물과 무기물을 혼합해 만든 페로브스카이트의 경우, 태양전지뿐만 아니라 전기를 빛으로 바꾸는 발광소자라도 이용할 수 있다는 점! 하지만 기존 페로브스카이트 광전소자는 효율성이 낮다는 단점이 있었는데요, 연구팀이 효율성을 높일 방법을 찾았답니다. 

태양전지의 효율성을 높인 것은 극성용매를 처리하는 간단한 공정이었는데요, 연구팀이 극성용매를 처리하자 페로브스카이트 태양전지에서 전자 흐름이 원활해졌다는 사실! 그 결과, 광전소자의휘도(luminance·빛의 단위 면적당 밝기 정도)는 기존 소자보다 5배가 향상됐고 태양전지 효율도 기존보다 30% 향상된 16.3%까지 높아졌답니다.

이러한 연구를 통해 점차 효율이 높아지면, 태양 빛을 받아 전기를 만드는 태양전지에서 거꾸로 빛을 낼 수 있는 날이 다가올 것 같은데요, 이제 한 가지 소자로 낮에는 전기를 만들고 밤에는 전광판으로 쓸 수 있게 된다는 것! 앞으로 태양전지에서는 또 어떤 멀티플레이어 전지가 생기게 될까요? 태양전지의 변신을 주목해야 할 것 같습니다. ^^

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