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[MIT선정 젊은혁신가] 나노 결정으로 태양 전지 효율 높여

2016-10-26MIT테크놀로지리뷰

만약 태양 전지가 더 많은 빛을 담을 수 있다면, 더 많은 전기를 생산할 수 있으며 태양 에너지는 더 저렴해 질 것이다.

(만약 태양 전지가 더 많은 빛을 담을 수 있다면, 더 많은 전기를 생산할 수 있으며 태양 에너지는 더 저렴해 질 것이다.)

 

비비안 페리 미네소타대 연구원

그녀는 태양 전지의 효율을 높이기 위해 빛을 가두는 나노 결정을 사용한다.


미네소타 대학의 화학공학 및 재료공학과 조교수인 그녀는 청록색 고무장갑을 낀 채로 투명한 액체가 든 립스틱 크기의 시험관을 집어 들었다.

그녀가 시험관에 자외선을 비추자 시험관은 형광색 오렌지 빛을 내기 시작했다. 시험관이 빛나는 이유는 액체 내부의 미세한 결정 때문이다. 그 결정은 고에너지인 청색 파장의 빛을 흡수해 낮은 에너지의 붉은 색 파장의 빛을 내놓는다.

현존하는 태양 전지는 제한된 파장의 빛 만을 흡수하며 대부분의 태양 에너지를 흘려 보낸다. 태양전지가 더 많은 빛을 흡수할 수 있다면 더 많은 전기를 생산할 수 있고 태양 에너지는 더 저렴해질 것이다. 페리는 형광 결정에 더해 나노구조 물질로 만들어진 작은 거울을 이용해 특정 파장의 빛을 가두고 태양전지를 향하게 한다.

아직 페리가 사용하는 형광 결정은 카드뮴 셀레나이드와 카드뮴 셀파이드로, 카드뮴이 독성 금속이라는 점에서 이들은 이상적인 태양 전지 재료는 아니다. 그러나 독성이 덜하고 더 풍부한 물질로 같은 일을 할 수 있다면 이는 매우 중요한 기술이 될 것이다.

<본 기사는 테크M 제42호(2016년10월) 기사입니다>