광전·열전 융합 전지의 모식도. /사진제공=KIST갈륨아세나이드(GaAs) 기반 집광형 태양전지는 현재 가장 효율이 높은 태양전지 기술로 알려져 있다. 이 태양전지는 태양광을 전기로 바꿔주는 광변환 효율이 실리콘 태양전지보다 두 배 이상 높으며, 렌즈나 거울 등을 사용하게 되면 광변환 효율은 더욱 높아진다. 그러나, 집광정도가 높아질수록 많은 열이 발생하게 되는데, 이로 인해 태양전지의 효율이 급격하게 떨어지게 된다. 이러한 현상은 집광형 태양전지의 효율 증가를 가로막는 가장 큰 장벽이 되어왔다.
한국과학기술연구원(KIST)의 최원준, 백승협 박사 팀은 열에 의한 집광형 태양전지의 효율 저하 문제를 열전 소자를 이용하여 해결할 수 있는 기술을 개발하였다.
KIST 공동 연구팀은 비스무스 텔루라이드(Bi2Te3) 열전반도체가 열전현상이 매우 탁월한 것에 주목했다. 열전소자를 집광형 태양전지와 적절하게 결합하면 열전 소자가 태양전지의 성능 저하를 극복하고도 남을 만큼 큰 전기에너지를 생산할 수 있다.
최원준 KIST 박사는 “앞으로 고효율 클린 에너지 발전 산업에 기여할 것으로 기대한다”라고 밝혔다.
KIST-UNIST-울산시가 공동으로 지원하는 융합신소재연구센터의 지원으로 수행된 이번 연구결과는 에너지 분야의 권위지인 ‘나노 에너지’ 5월 19일자에 온라인으로 게재됐다.
최원준 KIST 책임 연구원./사진제공=KIST
백승협 KIST 선임 연구원/사진제공=KIST
