먼저 인더썬님의 글에서 밝혔듯이 전 공학박사 학위자 입니다.
저의 연구주제는 optoelectronic device 관련 입니다.
혹시 제 아이디를 아시는분은 제가 누구인지 아마 아실 듯… 이 바닥이 워낙 좁아서요…
이렇게 글을 쓰는 것 조차 조심스럽네요. 제 입장은... 그래도 처음에 인더썬님 글에 한번
참여 했던 전과가 있기 때문에 다시 한번 글을 적습니다.
문제가 되고 있는 태양전지에 관해서 한번 이야기 해보고자 합니다.
먼저 태양전지는 결국 태양에너지를 우리가 사용하는 전기 에너지로 바꾸는 것을 말합니다.
문제가 된 콘센트 220V는 현재 기술로는 단연코 나올수 없는 몇 W를 요구 하는지 모르지만
혹시 굉장히 작은 A를 원하면 직렬로 쭉 연결 하기만 하면 저 작은 판에서도 가능하기는 합니다.
크게 의미 없는 일이되겠지만요.
먼저 태양전지에 관해서 소개해 드릴께요 (제가 이렇게 글을 쓰게 될줄 몰랐습니다.
다행히 명절이 끼어서 조금 시간이 있네요)
태양전지란 결국 태양 에너지를 우리가 사용하는 전기 에너지로 바꾸는 것인데 과연 얼마나
전기 에너지로 바꿀수 있는 것 보통 우리는 power conversion efficiency (PCE) 라고 합니다.
그림 1을 보시면 최근 연구 되고 있는 PCE의 최고 record를 보여주는 표 입니다. 보시는 바와
같이 정말 여러 종류의 태양전지가 개발되고 정말 많은곳에서 연구가 진행 되고 있습니다.
저도 저기 있는 태양전지중 제가 아는 몇몇 분야만 조금 알 뿐이지 나머지는 수박의 겉 핧기
식 정도 밖에 모릅니다.
그럼 여기서 왜 이렇게 사람들이 다양한 태양전지에 관해서 연구를 할까? 보통 일반적으로
잘 알고 있는 태양전지는 silicon으로 만든 태양전지로써 module로 만들면 보통 15%정도의 PCE
가집니다. 그런데 위 그림 1을 보면 정말 다양한 태양전지가 연구 되고 있죠? 이유는 크게,
정말 다양한 분야의 사람들이 연구를 함 으로써 자꾸 새로운 뭔가가 (가능성이 있는) 나오기
때문 입니다. (크게는 새로운 소자와 소재의 개발 입니다.) 그리고 중요한 부분이 가격대비 W와
Thin film flexible 입니다. 이런것들을 계속 충족 시키기 위해서 정말 다양한 태양전지가 개발
되고 있죠. 다음은 왜, 그럼 100%의 태양전지를 이용 할수 없을까에 대한 질문 입니다.
그림 2를 보시면 태양 빛이 지구에 도달 할 때 결국 태양전지는 지표면에 변환 되어야 하는데
여러 군데에서 흡수 및 산란이 되어서 결국 지구에 도달 하는 태양 에너지는 얼마 되지 못하는
겁니다. 표에 보듯이 전체에서 고작 33% 밖에 이용할수 없네요. 또 한가지는 그림 2의 x 축을
보시면 파장을 나타내고 있습니다. 이 파장은 결국 재료의 bandgap에 의해서 결정되는데
(이 부분은 좀 전공 분야로 넘어 가야 하겠네요 죄송 합니다) 보통 우리가 사용하는 silicon은
고작 1100nm 까지 밖에 흡수를 못해요 그럼 나머지 영역의 파장은 버려여 하는 거죠
그렇게 현재의 태양전지는 굉장히 많은 문제점에도 불구 하고 어느 정도 상용화에 성공 하고
있습니다.
그럼 최근 어떤 시도가 이루어 질려고 하는지 그림 3에 보시죠 최근 일본과 미국에서 이런
재미있는 아이디어를 제안 했습니다(솔직히 최근은 아니고 한 50년은 된 것 같네요;;) 태양전지
를 지구가 아닌 우주에서 직접 받아 보자. 그리고 나서 무선 주파로 바꾸어서 지구의 집광판 으로
보내어서 에너지 손실을 최소한으로 줄이자 입니다.( 만약 이것이 성공 한다면 태양전지의 PCE가
엄청난 증가를 보일수 있습니다.
이렇듯 태양전지 분야만 해도 정말 다양한 분야에서 많은분들이 정말 열심히 일하고 있습니다.
(나머지 소개 해드리고 싶은 quantum dot의 특성인 MEG나 tandem 및 최근 많은 연구가 되고 있는 thin film(유.무기 태양전지)은 기회가 되면 이야기 해드리겠습니다)
제가 연구 하고 있는 분야도 역시 전체 태양전지에 비하면 빙산의 일각이죠. 그런데 더
재미 있는건 태양전지란 분야는 전체 연구 테마중에 1%도 안될꺼예요. 그만큼 세상에는
다양한 사람들이 정말 뛰어난 아이디어를 가지고 연구를 하고 있습니다.
혹시 이런 과학에 관심 있으신분은 “하이브레인넷” 이라는 싸이트에 들어가 보시는걸 추천해
드립니다. 저 같은 사람이 거주 하는곳 이거든요;; 전 오유에서 이런 논란이 되는 것 보다
싸이트 취지에 맞게 오늘의 유머만 보고 하루를 시작 하는데 어쩌다가 제가 이런 논란에
글을 적는지 지금도 이유를 모르겠습니다.;;
아무튼 제 생각은 디자인 하시는분은 그 창의성 안 잃으시고 꾸준히 해주세요(이게 만약 산업화가
될 경우에는 관련분야 종사자 인원과 상의를 하셔야 하지만 그전에는 창의성을 존중 하는게
바람직한 행동이 아닐까 합니다 저 같은 경우는 앞전에 디자인 하신분이 보여주신 다양한
아이디어들이 정말 참신하고 재미있었거든요 이런 창의성을 계속 키워줘야지 정말 나중에는
사회에 꼭 필요한 뭔가 멋진 아이디어와 제품이 나올까 생각해 봅니다)
마지막으로 한마디 하자면 think beyond 란 말을 한번 생각해 보세요~
그럼 다들 설 연휴 잘 보내세요~~^^
글쓰기