[단독] HDC 아이콘트롤스, 세계 최초 투명 반도체 태양전지 개발

인천대학교와 협업…투과율‧발전율↑
스마트폰‧자동차‧빌딩 유리 외장 등 적용…30조원 시장 창출 예상

[전자신문인터넷 이상원기자] 불투명 태양전지를 대체해 시안성이 확보된 세계 최초의 고체형 투명 반도체 태양전지가 국내 기술로 개발됐다. 이 기술이 창문, 디스플레이 스크린, 자동차에 적용되면 에너지 공급을 높일 수 있을 뿐만 아니라 친환경 소재로 각광받을 전망이이다.

이와 함께 30조원 이상의 신시장이 창출될 예정이어서 업계의 관심이 쏟아지고 있다.

HDC 아이콘트롤스는 인천대학교 차세대 에너지 융합연구소와 협업을 통해 세계 최초의 고체형 반도체 투명 태양광 발전 시스템을 개발했다고 12일 밝혔다.

일반적인 태양전지는 불투하거나 반투명해 건물 지붕이나 벽 등으로 활용 범위가 제한됐다. 하지만 최근 전 세계적으로 부도체, 반도체, 도체의 성질은 물론 초전도 현상까지 보이는 특별한 구조의 페로브스카이트를 이용한 투명 태양전지 개발에 박차를 가하고 있다.

이번에 개발된 태양전지는 투명하면서 전기에너지를 발전하는 에너지 기술이다. 이와 함께 피부암이나 눈병 등을 일으킬 수 있는 자외선을 95% 이상 흡수하는 것으로 알려졌다. 또한, 에너지 수요자에게 즉시 전력공급이 가능하고 녹지를 훼손하지 않는 친환경의 장점을 가지고 있다

이를 활용하면 스마트폰의 디스플레이 스크린과 자동차, 아파트, 빌딩 등의 스마트 윈도우 등 유리 외장으로 적용이 가능하며 향후 30조원 이상의 신시장이 창출될 것으로 예측된다.

HDC 아이콘트롤스와 인천대학교 차세대 에너지 융합연구소가 개발한 고체형 투명 반도체 태양전지. 사진=HDC 아이콘트롤스.

HDC 아이콘트롤스 관계자는 “제로에너지 빌딩 분야를 구상하고 미래 사업을 발굴하던 중에 인천대의 투명광 기술에 주목했다”며 “지난 1년여간 산학개발 연구를 진행했다”고 말했다.

다만 최근까지 개발된 투명 태양전지는 가시광 투과율과 발전 효율이 낮아 상용화 단계에는 이르지 못하고 있었다.

인천대 차세대 에너지 융합연구소장인 김준동 교수(전기공학과)는 ”이번에 개발된 투명 태양전지는 월등한 성능뿐만 아니라 가시광 투과 50% 이상의 투명성과 안정성을 보인다”고 설명했다.

또 인천대 차세대 에너지 융합연구소 말케시 박사(선임연구원)은 “고체 반도체 투명 태양전지는 자외선 영역의 발전 효율이 10% 이상”이라며 “이를 통해서 인공광원 (LED)에서는 물론, 세계 최초로 자연 태양광에서 구동하는 투명 태양광 시스템을 구현했다”고 밝혔다.

HDC 아이콘트롤스는 이 기술을 빌딩의 창호에 적용해 스마트 전력공급을 하는 시스템을 구현할 계획이다. 에너지 수요자가 에너지를 생산할 수 있는데다 향후 적외선의 제어를 통해 건물의 항온성과 쾌적성을 효과적으로 관리할 수 있어 투명 태양전지의 가장 큰 파급 분야 중에 하나로 꼽히고 있다.

HDC 아이콘트롤스 기술연구소 김규헌 팀장은 “대면적 공정이 가능한 투명 태양광 발전 시스템의 최종적인 목표는 빌딩의 창호에 적용하는 것”이라며 “지속운영 가능한 ‘스마트 제로에너지 빌딩’을 구현 할 계획”이라고 말했다.

한편, HDC 아이콘트롤스와 인천대학교는 이번 연구개발의 결과를 최상위 논문 중의 하나인 어드밴스트 머티리얼즈(Advanced Materials)(Impact factor : 25.809), 나노 에너지(Nano Energy)(Impact factor : 15.548) 등에 출간해 연구계의 주목을 받고 있다. 또한 독창적인 국내 기술을 기반으로 원천특허 2건이 출원됐으며 해외 특허도 진행할 예정이다.

전자신문인터넷 이상원기자 sllep@etnews.com

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