▲ 태양광-태양열 융합발전시스템 개념도와 한국기계연구원 나노역학연구실 한승우 박사.

가시광선 영역대로 발전하는 태양전지에 자외선, 적외선 파장의 빛으로도 발전할 수 있는 기술이 개발됐다.

한국기계연구원(원장직무대행 김석준) 나노역학연구실 한승우 박사팀은 실리콘 태양전지에서 사용하는 자외선과 적외선을 사용해 열에너지의 온도차에 의해 전기를 생산하는 기술을 개발했다.

기존의 실리콘 태양전지는 주로 가시광선 영역인 300~1,100nm 파장의 태양광만을 활용해 60%만 사용됐다. 한승우 박사팀은 자외선 및 적외선 파장의 빛을 렌즈로 모으는 과정을 통해 200~3,000nm 파장 영역을 고루 활용하게 됐다.

연구팀은 먼저 태양열을 이용해 최대 효율 3%인 열전발전시스템을 개발했고, 이를 바탕으로 태양광과 버려지는 태양열을 동시에 이용할 수 있는 융합발전시스템을 개발해 태양에너지 발전의 효율을 높였다.

이번 개발의 핵심 기술인 태양 열전발전 기술은 현재 유럽과 미국에서 본격적으로 연구가 시작되는 단계이지만, 기계연은 성능평가까지 수행해 원천기술을 확보했다고 볼 수 있다. 특히 사막이나 해양 지역과 같이 환경이 열악해 태양전지 발전 효율이 낮은 곳에서는 열전 발전시스템만으로도 발전이 가능하다.

한승우 박사는 “친환경적이고, 무한한 자원인 태양에너지를 이용한 발전기술은 지구의 에너지 문제를 해결할 수 있는 중요한 연구 분야다”라며, “열전 분야에서 나노기술을 이용해 태양전지와 함께 융합발전으로 상용화 가능성이 더욱 높아질 것으로 보인다”고 밝혔다.

한편, 이 기술은 현재 국내특허가 등록됐고, 국제특허 출원을 완료했다.