대만 과학자들, 실내조명에서 충전 가능한 태양광 전지 개발…효율성 38% 달성
실내에서도 전력을 생산하는 태양광 기술…전력 소비 절감 및 흐린 날에도 전력 생산 가능
대만의 국립양밍자오퉁대학교(National Yang Ming Chiao Tung University) 연구팀이 실내조명만으로도 전기를 생성할 수 있는 페로브스카이트(Perovskite) 태양광 전지를 개발했다.
이번 혁신적인 기술은 흐린 날씨에도 전력이 생산될 수 있다는 가능성을 제시하며, 실내 공간에서의 태양광 패널 사용을 실현할 수 있는 중요한 진전을 의미한다.
전통적인 태양광 패널은 대개 넓은 야외 공간에 설치되며, 이는 기후 변화 완화에 중요한 역할을 하지만, 종종 미관상 문제로 지적받아 왔다.
이에 비해 이번에 개발된 페로브스카이트 태양광 전지는 실내조명 하에서도 높은 효율로 전기를 생성할 수 있어, 실내에서의 에너지 절감 효과를 기대할 수 있다.
실내조명에서 높은 효율 발휘하는 페로브스카이트 태양광 전지
페로브스카이트 태양광 전지는 기존의 실리콘 기반 태양광 전지보다 비용이 저렴하고 효율이 높은 대체 기술로 주목받고 있다.
이번 연구에서 개발된 페로브스카이트 전지는 낮은 조도 환경에서도 높은 '전력 변환 효율'(PCE)을 자랑하며, 실내조명(약 2,000 lux) 아래에서 38.7%라는 인상적인 효율을 기록했다. 이는 상용 실리콘 태양광 전지의 최고 효율인 26%와 비교할 때 낮은 조도에서도 높은 성과를 거둔 것이다.
이 전지는 특히 실내에서 사용이 가능하다는 점에서 주목을 받는다. 연구를 이끈 펑충 천(Fang-Chung Chen) 교수는 "기존의 페로브스카이트 태양광 전지들은 실리콘 패널보다 얇고, 가벼우며, 유연하고 심지어 반투명하게 제작할 수 있어 설치 범위가 넓다"라고 설명했다.
흐린 날에도 전력 생산 가능한 기술
연구팀은 페로브스카이트 전지의 밴드갭(bandgap)을 조정하여 실내조명에서 효과적으로 에너지를 흡수할 수 있도록 했다.
밴드갭은 전자가 높은 에너지 상태로 이동하기 위해 필요한 최소 에너지를 의미하는데, 페로브스카이트 전지는 이를 조정하여 실내 빛을 잘 흡수할 수 있는 전지 구조를 완성했다. 이 밴드갭은 기존 실리콘 태양광 전지에서는 구현할 수 없는 특성이다.
천 교수는 "이번 페로브스카이트 전지는 실내뿐만 아니라 흐린 날씨나 실내조명과 같은 낮은 조도 환경에서도 더 높은 효율을 발휘할 수 있어, 다양한 사용자 시나리오에 적합하다"라고 덧붙였다.
상용화 가능성 높여
연구팀은 페로브스카이트 태양광 전지가 작은 전자기기나 태양광이 부족한 환경에서의 전력 충전에 유용하게 사용될 수 있다고 밝혔다.
특히, 실내에서의 효율성을 강조하며, 실내 전력 생산이라는 새로운 가능성을 열었다는 점에서 에너지 절감과 환경 보호에 기여할 수 있는 혁신적인 기술로 평가된다.
이 기술이 상용화되면, 실내 에너지 소비를 줄이고 태양광 전지의 활용 범위를 더욱 넓히는 계기가 될 것으로 예상된다.
특히 도시화가 진행된 지역에서 실내에서 활용 가능한 태양광 전지가 보급된다면, 에너지 자립과 탄소 배출 절감에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
에코저널리스트 쿠 ecopresso23@gmail.com
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