KIST·UNIST 연구진 "고효율·청정에너지 발전 산업에 적용 기대"

국내 연구진이 태양의 빛과 열을 모두 이용해 전기를 생산하는 '융합전지'를 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST)은 최원준·백승협 박사가 울산과학기술원(UNIST) 연구진과 함께 갈륨아세나이드(GaAs) 기반 태양전지에 비스무스텔루라이드(Bi2Te3) 열전반도체를 접목한 융합전지를 만드는데 성공했다고 25일 밝혔다. 열전반도체는 열을 전기를 바꿀 수 있는 소자다.

갈륨아세나이드로 만든 집광형 태양전지는 빛을 전기로 변환하는 효율이 지금껏 보고된 태양전지 중 가장 높다고 알려졌다. 렌즈나 거울 등으로 태양 빛을 모아주면 이론적으로는 전지의 효율이 더 높일 수 있지만, 실제로는 모인 빛 때문에 열이 발생해 오히려 전지의 효율이 저하된다.

연구진은 이를 해결하기 위해 집광형 태양전지에 열전반도체를 접목하자는 아이디어를 냈다. 태양전지의 효율 향상을 막는 '걸림돌'인 열을 이용해 전기에너지를 생산하는 것이다.

이런 전지를 구현한 결과 태양전지는 빛을 받아 전기를 생산했고, 열전소자는 태양전지에 모인 열로 전기를 만들어냈다.

연구진은 "광전·열전 융합전지의 가능성을 확인했다"며 "이번 연구는 고효율·청정에너지 발전 산업에 기여할 것으로 기대한다"고 의의를 밝혔다.

연구결과는 국제학술지 '나노에너지'(Nano energy) 19일 자에 실렸다.

광전·열전 융합 전지를 표현한 그림. [한국과학기술연구원 제공]