투명 태양광 셀 Transparent Solar Cells

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투명 태양광 셀 Transparent Solar Cells

^[각주:1]

태양전지(Photovoltaic)를 생각하면 파란 패널이 자연스럽게 떠오른다. 

태양전지는 여러종류가 있는데 

기존에는 염료감응 태양전지나 박막형 태양전기가 그나마(?) 투명한 편이었다.  

그에 반해 MIT에서 개발한 이 태양광 셀은 정말 투명하다.  

이 태양전지는 태양광의 파장대에서 

가시광역 파장대는 통과시키고, 자외선(UV, ultraviolet)과 근적외선(NIR, near-infrared light) 파장대를 이용해 발전을 한다는 것이 핵심이다.  

가시광역의 파장대를 전부 통과하니 우리 눈에는 투명한 것처럼 보이는 것이다. 

^[각주:2]

현재 MSU(Michigan State University)는 화학공학 및 재료공학과 교수인 Richard Lunt가 

2011년, MIT(Massachusetts Institute of Technology)에서 포스닥을 할 때 이 태양전지는 설계하였다.  

^[각주:3]

투명 태양전지의 핵심은 가시광선 파장대만 선택적으로 투과시키는 것이다. 이 투명 태양전지는 유리, 플라스틱, 투명한 물질로 구성하고 활성층(active layer)에는 자외선과 근적외선을 흡수할 수 있는 특수한 코팅을 하였다. AR(anti-reflective) 코팅을 하여 태양전지로 최대한 많은 빛이 태양전지 안으로 들어올 수 있도록 외부표면에 의한 반사를 최소화 시켰다.   

이 태양전지는 발광형 태양집광기(LSC, luminescent solar-concentrator)에 비해 약간 저렴하게 만들 수 있다고 한다. 

^[각주:4]

^[각주:5]

왼쪽 아저씨가 이 기술의 영감을 준, Richard Lunt 교수다. 오른쪽 여성은 화학공학 박사과정 Yimu Zhao. 

이 연구팀은 구부릴 수 있는(flexibility) 투명 태양전지에 대해 연구하고 있으며, 아직 초기단계라고 한다. 

또한 Lunt 교수는 이 태양전지의 에너지 생산 효율을 더 높이기 위해, 연구가 더 진행되어야 한다고 말했다. 

2014년 8월 현재 이 태양전지의 효율은 1%에 불과한데, 앞으로 5%까지 올리겠다는 것이 그의 목표이다. 

Lunt 교수는 MSU(Michigan State University)는 화학공학 및 재료공학과 소속이다.

The technology dates to the 1970s, but earlier iterations used dyes to absorb the light. They never caught on, in part because few people wanted to spend their days behind colored windows. Lunt keeps a bright pinkish-orange example in his office for inspiration.

His plastic uses both organic salts and nanostructured materials precisely tuned to absorb light from the ultraviolet and infrared parts of the spectrum and to radiate it out at different but equally invisible wavelengths.

The efficiency is just 1%, but Lunt thinks it can go as high as 7%. The efficiency of conventional silicon solar cells is closer to 18%, but the solar concentrators would have other advantages.

"The system should be exceptionally low cost due to its simplicity," Lunt said, adding it was easy to fabricate with existing industrial processes, able to piggyback on the installation processes that already are part of putting up a building. And, of course, transparent.

"People have done building-integrated photovoltaic since the 1990s," said John Perlin. He is the author of "Let It Shine: The 6,000-Year Story of Solar Energy" and is overseeing the installation of solar cells at the University of California, Santa Barbara.

"They've done overhangs and canopies over rooftops and actually putting solar cells in various aesthetic ways into the windows." But the Holy Grail, he said, has been "a clear solar cell-type structure to convert sunlight into electricity that also would reduce the heating of the building," by blocking infrared rays, a solar cell that could be placed over a window, a more efficient version of what Lunt already has in his lab.

Windows that harvest solar energy are unlikely to be a sole solution to our energy needs, Lunt said.

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2014. 03. 25 작성

1. http://www.offgridquest.com/extra/a-fully-transparent-solar-cell-that-coul [본문으로]
2. http://mitei.mit.edu/news/transparent-solar-cells [본문으로]
3. http://mitei.mit.edu/news/transparent-solar-cells [본문으로]
4. http://mitei.mit.edu/news/transparent-solar-cells (Photo: Justin Knight) [본문으로]
5. http://www.freep.com/story/news/local/michigan/2014/10/05/msu-solar-technology-clear-advantage/16730105/ (Photo: Rod Sanford Gannett Michigan ) [본문으로]