카이스트 연구팀이 발견한 태양전지 효율의 비밀

얼마 전 예쁜 케이크로 유명한 서울의 빵집에 다녀왔는데요, 장식장 안에는 소문대로 다양한 케이크가 전시돼 있었지만, 그중 저를 심쿵하게 하는 케이크가 있었으니 바로 동그란 치즈 케이크에 초코 쿠키층 테두리가 둘러져 있는 케이크였답니다! 케이크를 보니 대학 시절 카페에서 아르바이트하던 때가 떠올랐는데요, 당시 그곳에서 가장 인기 있는 케이크도 바로 이 초코치즈 케이크였다는 사실! 아르바이트하며 몇 번 먹어봤는데 보들보들한 치즈 케이크와 초코 쿠키의 바삭함이 어우러진 식감이 일품이었답니다.  

이렇게 두 가지 다른 음식이 합쳐 맛있는 음식은 이것뿐일까요? 떡볶이에 라면을 넣은 라볶이, 국수에 고기를 넣어 감칠맛을 더한 제주 고기 국수는 물론 밀크티와 카페오레 등이 있죠?

오늘은 앞서 소개해드린 초코치즈 케이크처럼 서로 다른 두 가지 물질이 만나 시너지를 내는 물질을 소개해 드리려고 하는데요, 화성에서 온 남자 금성에서 온 여자처럼 서로 다르지만 둘이 있을 때 더 빛나는 신비로운 과학 이야기! 지금 시작합니다. ^^

서로 다른 두 소재가 만나면 더 좋은 소재가 나오는 경우가 있다? 서로 다른 소재가 만나 기존 소재에 없던 새로운 성질을 얻는 경우도 있는데요, 지난 2008년 미국 브룩헤이븐국립연구소 연구팀은 절대온도 50도(영하 223도)의 극저온에서 절연체와 금속성 물질의 경계면에 초전도성이 생긴다는 사실을 최초로 발견해 과학학술지 ‘네이처’에 발표했습니다.

지난해 역시 ‘네이처’에 희토류 금속을 첨가한 두 소재의 경계면에 초전도성이 생긴다는 연구결과가 나오기도 했는데요, 이러한 연구 결과를 바탕으로 국내에도 이렇게 두 소재 사이의 경계면에서 새로운 소재를 찾는 연구가 활발하게 진행되어 지난달 KAIST 연구팀은 금속유기체에 탄소 원자 한 층으로 이뤄진 소재인 ‘그래핀’을 붙여 기존보다 에너지를 6배 더 저장할 수 있는 ‘슈퍼 축전기’를 개발했다는 사실! 이 축전기는 전기자동차에 활용될 수 있는데요, 팔면체인 금속유기결정체 ‘nMOF-867’를 그래핀으로 감싸 기존 슈퍼커패시터에 비해 높은 에너지 저장 능력을 얻을 수 있다고 합니다.

▲ KAIST 연구팀이 개발한 금속유기결정의 화학적 구성과 모양

또한, 국내의 다른 연구팀은 올해 4월에는 5nm급 초미세회로를 제작할 수 있는 기술도 개발했는데요, 성질이 다른 두 물질이 만나 스스로 조립되는 성질을 이용한 것이지요! 그동안 반도체를 설계할 때는 회로 선폭이 10nm인 것이 반도체 공정의 한계로 여겨져 왔는데, 그 한계를 뛰어넘은 연구 결과랍니다. ^^

태양전지의 효율도 이렇게 두 소재 사이의 경계면을 연구하면 높일 수 있는데요, 앞서 소개한 KAIST 연구팀에서는 식물의 엽록소에 은 나노입자를 붙여 기존 태양전지보다 효율이 2배 높은 태양전지를 제작했다고 합니다. 이렇게 태양전지의 효율을 조금씩 높여가다 보면 언젠가는 전 세계에서 필요로 하는 에너지의 양을 충분히 감당할 만한 고효율의 태양전지가 나오지 않을까요? ^^

이러한 고효율의 태양전지를 개발하기 위해 노력하는 곳이 있는데요, 바로 한화케미칼입니다! 한화케미칼은 초저가, 고효율 태양전지 제조기술을 확보해 시장 경쟁력을 강화할 수 있는 기반을 마련했는데요, 지난 몇 년간의 태양광 시장 침체에도 꾸준한 투자와 개발을 지속한 덕분이라고 할 수 있답니다.

이는 태양광 사업의 전문성과 가격 경쟁력을 높여 한화를 세계 태양광 시장의 강자로 만들어 주고 있는데요, 특히 단순히 태양광을 매개로 높은 사업 성과를 내는 것에 그치지 않고 지구 상에서 가장 신뢰할 수 있는 에너지원으로 만드는 일에 기여하고, 새로운 기술을 개발하는데 노력하고 있다는 점에서 더욱 의미 있다고 할 수 있습니다.

오늘은 서로 다른 두 가지 물질이 만나 상호보완을 통해 에너지 효율을 업~ 시키는 태양전지 기술을 소개해 드렸는데요, 어떠셨나요? 살~짝 어려운 내용이지만, 흥미롭지 주제라 생각됩니다. 이렇듯 과학 기술의 발달로 부족함을 채우고, 긍정적인 측면은 더욱 부각시킬 수 있게 되었는데요, 앞으로 태양광을 비롯한 과학 기술이 얼마나 더 발달될지 기대되지 않으세요? 한화도 더욱 새롭고 놀라운 기술을 선사하기 위해 노력하겠습니다. ^^

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