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태양 따라 고개 돌리는 ‘해바라기’ 태양전지

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태양 따라 고개 돌리는 ‘해바라기’ 태양전지

2015.09.09 07:00
종이오리기 방식으로 만든 태양전지의 모습.  - 아론 라무로 제공
종이오리기 방식으로 만든 태양전지의 모습.  - 아론 라무로 제공

종이를 오려 다양한 모양을 만드는 예술 분야인 ‘종이오리기(키리가미)’에서 영감을 받은 태양전지가 개발됐다. 

 

막스 스타인 미국 미시간대 교수팀은 얇고 유연한 필름 형태의 갈륨·비소(Ga·As) 태양전지에 레이저를 이용해 칼집을 몇 개 냈다. 그 뒤 태양전지를 양 옆으로 늘이자 태양전지가 마치 커튼처럼 우아한 곡선 모양이 됐다.

 

태양전지의 모양이 잘 나올 수 있게 칼집 디자인을 짠 것은 한국인 과학자인 이규상 박사과정 학생이 맡았다. 논문의 제1저자인 아론 라무로 박사과정 학생은 “이 디자인을 이용하면 평평한 소재로도 크고 부피감 있는 패널을 만들 수 있다”고 설명했다.

 

 

태양전지에
태양전지에 '칼집'을 낸 뒤 잡아당기만 태양전지 형태가 변한다(b). 이 태양전지의 오른쪽을 내리거나 들면 태양전지의 방향이 변한다(c).  - 네이처 커뮤니케이션즈 제공

 

이 태양전지에 숨겨진 비밀은 하나 더 있다. 태양전지를 양 옆으로 잡아당길 때 오른쪽을 아래로 내리면 태양전지가 오른쪽으로 기울고, 오른쪽을 올리면 태양전지가 왼쪽으로 기울었다. 동쪽에서 떠서 서쪽으로 지는 해의 일상을 따라 태양전지가 해바라기처럼 고개를 돌릴 수 있게 된 것이다.

 

해의 위치에 따라 방향을 트는 태양전지는 고정된 태양전지보다 태양빛을 더 많이 받을 수 있다. 실제로 이번에 개발된 태양전지는 고정형보다 태양빛을 36% 정도 더 받을 수 있었다.

 

기존에도 모터를 달아 방향을 바꿀 수 있게 만든 태양전지가 있었는데, 다른  태양전지에 비해 태양빛을 40% 더 많이 모으는 것으로 나타났다. 하지만 복잡한 장치 탓에 지붕에 달기에는 무겁다는 단점이 있었다. 
   
스타인 교수는 “이 기술이 상용화되면 태양광 발전에 드는 비용을 줄일 수 있을 것”이라고 말했다.

 

연구 결과는 ‘네이처’의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 8일 자에 실렸다.

 

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