KIMS 해외단신 97호 (2011.11.04)

효율적인 태양발전을 가능하게 하는 빛 흡수 디자인 개발

    사이언스데일리 2011년 11월 2일 기사에서는 미국 노스웨스턴대학의 연구팀이 광대역의 파장을 흡수 할 수 있는, 효율적이고 가격이 저렴한 태양전지 관련 기술을 개발했다고 밝혔다.

    다음은 관련기사에서 발췌, 번역한 내용이다.

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   태양에너지가 많은 사람들의 관심을 받고 있지만 태양전지는 흡수하는 태양빛 만큼만의 효율을 가지고 있어 그 효율성이 높지 않다. 미국 노스웨스턴대학(Northwestern University)의 연구팀은 광대역의 파장을 흡수해 더욱 효율적이고 가격이 저렴한 태양전지 기술을 개발하는데 한 발 다가섰다.

   또한 이 개발과 관련된 논문 "Broadband polarization-independent resonant light absorption using ultrathin plasmonic super absorbers"이 저널 네이처 커뮤니케이션즈에 11월 1일 게재되었다.

   논문의 주저자인 조교수 Koray Aydin는 “태양 스펙트럼은 레이저와 다릅니다. 광대역이며, UV로 시작해 근적외선까지 이어집니다. 이 빛을 가장 효율적으로 흡수하기 위해서는 태양전지가 광대역에 반응을 해야 합니다. 이번에 개발한 디자인은 그것을 가능하게 합니다.”고 말했다.

   연구원들은 더 넓은 대역의 가시광을 흡수할 수 있는, 얇지만 복잡하고, 사다리꼴인 나노스케일 금속 격자를 만들기 위해 금속과 산화실리콘이라는 두 개의 새로운 소재를 사용했다. 이들 소재는 그 하나만으로는 빛을 흡수할 수 없지만 나노스케일로 함께 사용하면 빛을 매우 잘 흡수한다고 한다.

   광학공명으로 인해 빛이 소재 내부에 오랜 시간 동안 머물 수 있도록 고안된 특수한 모양의 격자는 광대역의 파장을 흡수한다. 이 복합 금속소재는 빛을 다양한 각도에서 모을 수 있고 이는 태양이 한나절 동안 동쪽에서 서쪽으로 이동한다는 점을 생각하면 매우 유용한 기술이라고 할 수 있다.

   금속과 산화실리콘이 빛을 전기로 변환시키지 못하기 때문에 이번 연구를 곧바로 태양전지 기술에 응용하기에는 어려움이 있다. 하지만 이 혁신적인 사다리꼴이 태양전지에 사용되는 반도체 소재와 유사한 기능을 보여줄 수도 있다고 조교수는 말한다.

   반도체소재에 응용된다면 이 기술은 더 얇고 가격이 저렴한, 그리고 더욱 효율적인 태양전지의 개발로 이어질 수 있다.

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