◎값싼 전지개발 속속성공… 21세기초 상용단계로 태양광발전소의 대량보급에 걸림돌로 작용하고 있는 태양전지 제작비용을 낮추려는 연구가 성과를 얻고 있어 태양광이 21세기를 이끌어갈 청정에너지원으로 떠오르고 있다. 반도체를 이용하여 태양빛을 전기로 직접 바꿔주는 태양광발전은 에너지원이 무한하고 무공해이며 반영구적이라는 특성 때문에 차세대 에너지로 꼽히고 있다. 하지만 반도체 재료로 사용되는 실리콘과 화합물반도체의 비용이 너무 비싸 아직은 일부 특수목적에만 사용되고 있다.
국내서도 이미 태양전지를 이용하여 전기를 공급하는 태양광발전소가 88년 전남 여천군 하화도(25㎾급)에 건립된 이래 제주 마라도(30㎾급), 충남 보령군 호도(90㎾급) 등에 설치돼 도서주민들의 문명생활을 가능케 했다. 또 5월에는 하화도에 발전용량35㎾급 태양광발전소가 추가 건설될 예정이다. 그러나 태양광발전소의 발전단가는 현재 ㎾당 약8백원으로 디젤발전소보다 웃돌아 전력공급이 어려운 섬에 한해 설치되고 있다.
이에 따라 태양광발전에 관한 연구는 태양전지의 생산단가를 낮추려는 노력에 초점이 맞춰지고 있다.
반도체 생산업체인 (주)실트론은 92년 단결정실리콘을 이용한 태양전지를 개발한 데 이어 태양광을 전기로 바꾸는 비율인 에너지전환효율을 최근 15%로 높이는 데 성공했다. 이 회사는 에너지전환효율을 내년까지 외국 기술수준인 18%까지 끌어올릴 계획을 세워놓고 태양전지구조개선 연구를 진행하고 있다.
에너지전환효율은 같은 발전용량일 경우 고가인 실리콘의 사용량을 줄일 수 있기 때문에 외국에서도 구조의 최적화 기술연구에 앞다투어 나서고 있다.
한국화학연구소와 한국에너지기술연구소는 한국과학기술원(KAIST) 서울대와 공동으로 2001년까지 초박막형 태양전지를 개발한다는 목표아래 연구작업을 진행하고 있다. 초박막형 태양전지는 실리콘의 두께를 기존 제품보다 20∼30분의 1로 줄여 제작비를 절반이상 줄일 수 있다.
한국화학연구소 등은 이와 함께 화합물반도체 태양전지의 상용화 기술도 연구하고 있다. 화합물반도체 태양전지는 갈륨―비소와 구리―인듐―셀렌 등의 화합물을 이용한 전지로 에너지전환효율이 30%에 가까워 차세대 태양전지로 꼽히고 있다. 하지만 실리콘형에 비해 값이 비싸 인공위성의 전력공급장치와 같은 특수목적에만 이용되고있어 상용화를 위해선 값싼 제작공정과 태양광을 많이 흡수하는 재료개발이 필수적이다.
한국에너지기술연구소 신발전연구부 송진수 박사는 『태양전지를 실용화하기 위해서는 비용을 낮추는 연구가 필수적』이라며 『21세기 초에는 국산 태양전지로 현재의 전력단가와 버금가는 태양광발전소 건립이 가능할 것』으로 전망했다.<선연규 기자>
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