환경기술특허연구회

고두현·김선경 경희대 교수팀, 나노 그물 패턴 필름으로 빛 흡수량 늘려

태양전지용 필름의 기존 나노 패턴 구조(왼쪽)와 나방 눈을 모방해 개선한 구조(오른쪽). 오른쪽이 빛을 더 잘 흡수할 수 있다./한국연구재단 제공
국내 연구진이 나방의 눈을 흉내낸 생체모방 기술로 태양전지의 전기 생산 효율을 약 1.5배로 높이는 데 성공했다.

한국연구재단은 고두현·김선경 경희대 교수 연구팀이 빛 반사 없는 나방 눈의 광학 특성을 모방한 반투명 태양전지용 필름을 개발했다고 18일 밝혔다.

연구팀은 수백 나노미터(nm·10억분의 1미터) 크기의 작은 막대들을 촘촘히 배열한 패턴을 가진 필름을 고안했다. 빛이 필름의 위에서 아래로 통과할 때 필름 윗면으로 들어오는 빛은 잘 투과시키고, 아랫면으로 내려가는 빛은 다시 반사시켜 빛을 가둘 수 있게 됐다.

태양전지에 부착하는 것만으로도 빛의 흡수량을 늘려 태양전지의 효율을 높인 것이다. 필름을 부착하기 전과 후 효율을 비교해봤더니 부착 후 효율이 실내에서 46%, 실외에서 13% 각각 증가했다.

필름은 또 패턴 처리에 따라 물의 흡수를 방지하는 방수성을 갖출 수 있어, 수분 침투로 인한 수명 저하를 막을 수 있다는 장점도 있다.

고 교수는 "창문이나 건물 외벽에 쓰이는 창호형 태양전지나 디스플레이 등의 효율을 높이는 데 활용될 것"으로 기대했다.

연구성과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)’에 지난달 26일 게재됐다.