전체기사

2026.03.25 (수)

  • 맑음동두천 6.0℃
  • 구름많음강릉 8.4℃
  • 맑음서울 9.9℃
  • 흐림대전 10.8℃
  • 연무대구 10.5℃
  • 연무울산 9.9℃
  • 광주 11.7℃
  • 부산 10.8℃
  • 흐림고창 9.1℃
  • 제주 10.8℃
  • 맑음강화 7.4℃
  • 흐림보은 9.2℃
  • 흐림금산 9.5℃
  • 흐림강진군 9.6℃
  • 흐림경주시 9.0℃
  • 흐림거제 9.9℃
기상청 제공

지역네트워크

부산대 이길주-GIST 송영민 교수팀 공동연구, 태양전지 온도·효율 특성과 우주-지구 간 열복사 접목

URL복사

 

[시사뉴스 정은주 기자] 부산대학교와 광주과학기술원(GIST) 공동연구팀이 친환경 에너지원인 태양전지의 효율과 수명을 극대화할 실마리를 우주-지구 간 열교환에서 찾아냈다.

 

부산대학교 전자공학과 이길주 교수와 광주과학기술원(GIST) 전기전자컴퓨터공학부 송영민 교수 연구팀은 태양전지의 냉각과 그에 따른 효율 및 수명 개선 효과를 복사 냉각 구조를 적용해 규명했다고 17일 밝혔다. 

 

연구팀은 다양한 종류의 태양전지에 복사 냉각 구조가 적용된 경우, 전지의 효율 상승 분석 결과를 토대로 태양전지 효율을 극대화 할 수 있는 새로운 형태의 방안을 제시했다.

 

통상 태양전지의 효율 향상을 위해서는 태양전지 자체의 광흡수율을 향상시킬 수 있는 나노포토닉스 구조를 이용하거나, 서로 다른 반도체 물질을 접합시켜 흡수된 태양광 에너지의 전기 변환 효율을 증대시키는 형태로 연구가 진행돼 왔다. 
 

하지만, 태양전지는 동작 온도에 비례해 성능이 떨어지는데, 강한 태양광 아래에서 동작하는 소자의 특성상 이상적으로는 태양전지 효율이 향상될 수 있지만 실제 응용에서는 효율과 수명이 저하되는 문제가 있다.

 

연구팀은 이를 해결하기 위해 우주-지구 간의 복사열 교환을 통해 태양전지의 온도를 냉각시키고 나아가 효율과 수명의 증대까지 유도할 수 있는 연구를 수행했다. 연구팀은 우선 복사 냉각 기술이 적용됐을 때, 여러 종류의 태양전지 중 가장 큰 냉각 효과 및 그에 따른 가장 큰 효율 상승을 보이는 태양전지를 이론적으로 규명했다.

 

연구팀에 의하면 태양광 흡수 파장 영역이 넓고 양자 효율이 높은 다중 접합 태양전지에 복사 냉각 구조를 적용했을 때 그 효과가 가장 크며, 이를 실제 야외에서 온도 및 효율을 측정해 실험적으로도 증명했다.

 

현재의 태양전지는 태양전지의 높은 동작 온도로 인한 효율 저하 문제를 해결하기 위해 별도의 냉각 시스템이 도입되고 있다. 예를 들어, 전기를 사용해 냉각하는 수냉(水冷, 물냉각) 또는 공냉(空冷, 공기냉각) 시스템이 대표적이다.

 

이번 연구에서 제안한 복사냉각 구조를 적용하면 이러한 수냉·공냉과 같은 액티브(active) 냉각 시스템에서 사용되는 전력을 최소화 할 수 있다. 또한, 완전히 친환경적이고 에너지를 사용하지 않는 냉각 시스템으로 전환할 수도 있다. 즉, 외부 환경에서 태양전지의 효율성을 제어하는 새로운 관점을 제시한 것이다. 

 

이번 연구는 InGaP/GaAs/Ge의 삼중 접합 태양전지에 복사 냉각 필름을 적용해 실험적으로 검증한 결과로, 연구팀은 보다 높은 온도에서 동작하는 집광형 태양전지(Concentrated photovoltaics)에 복사 냉각 구조를 적용했을 때, 더 큰 효율 및 수명 향상 등 실효성이 증가할 것으로 기대하고 있어 집광형 태양전지와 복사냉각 구조에 대한 연구를 추가로 진행하고 있다. 

 

이길주 부산대 교수는 이번 연구에 대해 “복잡하게 얽혀 있는 태양전지의 온도-효율 특성과 우주-지구 간의 열복사를 접목해 구체적인 수식으로 밝혀낸 첫 사례”라며 “에너지 사용 없이 야외의 태양광 아래에서 에너지 수확과 동시에 냉각이 되는 실질적인 방안이라는 점에서 큰 의의가 있다”고 밝혔다. 

 

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 세종과학펠로우십의 지원을 받아, 부산대 이길주 교수와 광주과학기술원 송영민 교수가 공동교신저자, 광주과학기술원 허세연 박사과정생이 제1저자, 김도현 석박사통합과정생이 참여저자로 수행했다. 

 

해당 연구 성과는 에너지과학 분야 국제학술지 『어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)』 2021년 12월 22일자 온라인판에 게재됐다. 
 

저작권자 Ⓒ시사뉴스
제보가 세상을 바꿉니다.
sisa3228@hanmail.net





커버&이슈

더보기
Sh수협은행, 서울오픈 3쿠션 당구대회 개최... ‘큐 끝의 진검승부’
[시사뉴스 홍경의 기자] 서울의 상징적인 수산물 유통 허브인 노량진수산시장이 이번에는 뜨거운 당구 열기로 가득 찼다. Sh수협은행이 24일서울 동작구 노량진수산시장 특설경기장에서 ‘Sh수협은행 서울오픈 3쿠션 당구대회’ 본선을 개최했다. 25일까지 진행되는 이번 대회는 금융과 스포츠, 전통시장이 어우러지는 이색적인 축제의 장으로 기획되었다. 이번 행사는 관객들이 자연스럽게 수산시장을 방문하도록 유도해 수산물 소비를 촉진하려는 상생의 의미가 담겨져 있다. 지난 21일과 22일 진행된 치열한 예선을 뚫고 올라온 전문 선수와 동호인들이 노량진수산시장 2층 현대화 대회의장에 마련된 특설 경기장에서 최종 우승을 향한 진검승부를 펼친다. 본선 8강부터 JTBC 골프&스포츠를 통해 생중계된다. 이번 본선 무대에는 국내외 당구 팬들의 이목이 쏠리고 있다. 남자부에는 전년도 우승자이자 세계 랭킹 1위인 조명우 선수가 출전해 타이틀 방어에 나선다. 여자부에서는 전년도 우승자이자 국내 랭킹 2위 허채원 선수가 참가한다. 수협은행 관계자는 “대중적인 스포츠인 당구를 통해 고객들과 더욱 소통하고자 이번 대회를 기획했다”며, “앞으로도 다양한 사회공헌 활동과 스포츠 지원을 통

정치

더보기
이재명 대통령 “비상대응체계 가동해 최악 상황 가정한 대비책 철저하게 수립·시행하라”
[시사뉴스 이광효 기자] 이재명 대통령이 중동 전쟁에 대해 비상 대응 체계를 선제적으로 가동해 최악 상황까지 가정한 대비책을 철저하게 수립·시행할 것을 지시했다. 추가경정예산안에 대해선 지금은 재정을 아끼는 것보다 어렵고 필요한 곳에 신속하게 투입하는 것이 중요함을 강조했다. 이재명 대통령은 24일 청와대에서 개최된 국무회의에서 “중동 전쟁의 확대와 장기화로 원유, 천연가스 수급 불안이 커지고 있다”며 “우리 일상에 석유화학 제품이 쓰이지 않는 곳이 없기 때문에 언제 어디서 어떤 문제가 벌어질지 예측하기가 어려운 상황이다”라고 밝혔다. 이어 “민생과 경제·산업 전반에 발생할지 모를 중대한 위기에 대처하기 위해서 정부 차원의 비상 대응 체계를 선제적으로 가동해야겠다”며 “각 부처는 수급 우려 품목을 포괄적이고 꼼꼼하게 점검하고 그것들이 국민의 일상에 미칠 영향 그리고 대체 공급처는 어디인지 등을 세밀하게 파악해 최악의 상황까지 가정한 대비책을 철저하게 수립·시행해 주기 바란다”고 말했다. 이재명 대통령은 “국민 여러분의 협조도 절실하다”며 “공공기관은 차량 5부제 등으로 솔선수범하고, 우리 국민들께서도 대중교통 이용과 생활 절전 등 에너지 아껴쓰기 운동에 동참

경제

더보기

사회

더보기
오늘 낮 기온 최고 20도 안팎 '포근'…남부는 비
[시사뉴스 홍경의 기자] 수요일인 25일은 낮 기온은 내륙을 중심으로 20도 안팎까지 올라 포근하겠지만 일교차가 크게 벌어지겠다. 기상청에 따르면 이날은 동해상에서 동쪽으로 이동하는 고기압의 가장자리에 들겠으나, 제주도는 제주도 남쪽 해상을 지나는 저기압의 영향을 받겠다. 이에 따라 수도권과 강원도는 대체로 맑겠고 그 밖의 전국은 대체로 흐리다가 오전부터 차차 맑아지겠다. 비는 이날 새벽부터 시작돼 경남남해안에 먼저 내린 뒤, 오전에는 전남과 경남, 전북남부로 확대되겠고 낮에 대부분 그치겠다. 예상 강수량은 광주·전남, 전북남부, 부산·울산·경남 5㎜ 미만이며, 제주도는 5~20㎜다. 아침 기온은 강원내륙·산지를 중심으로 0도 안팎까지 떨어지고 낮 기온은 중부내륙과 경북내륙을 중심으로 20도 안팎까지 오르겠다. 내륙을 중심으로 낮과 밤의 기온차가 15~20도로 크게 벌어져 건강관리에 유의해야 한다. 또 경기북동부와 강원내륙·산지에는 새벽부터 아침 사이 서리가 내리는 곳이 있겠으니 농작물 관리에도 주의가 필요하다. 대기는 전국적으로 건조하겠다. 특히 수도권과 강원도, 충북, 경북권 등 건조특보가 발효된 지역에서는 바람까지 다소 강하게 불어 산불 등 화재 예방에

문화

더보기
전통 인형극 ‘옴니버스 인형극 음마갱깽 인형극장’ 공연
[시사뉴스 정춘옥 기자] 전통 인형극 ‘덜미’와 전통 연희를 결합한 옴니버스 인형극 ‘음마갱깽 인형극장’이 오는 4월 18일 서울남산국악당 크라운해태홀에서 관객을 만난다. 이번 공연은 연희공방 음마갱깽과 서울남산국악당의 공동기획으로 진행되며, 한국문화예술위원회 공연예술 창작주체 지원사업의 지원을 받아 제작됐다. ‘음마갱깽 인형극장’은 덜미 인형을 비롯한 전통 캐릭터를 활용해 사물놀이, 버나, 재담 등 다양한 전통 연희 요소를 인형극으로 풀어낸 옴니버스형 공연이다. 덜미 인형이 직접 춤을 추고 사물놀이를 연주하며, 연희자의 얼굴을 그대로 깎아 만든 인형과 실연 연주가 결합된 라이브 퍼포먼스 형식으로 구성된다. 관객은 인형과 연희자의 호흡, 국악의 리듬, 생동감 있는 움직임을 가까이에서 경험하며 공연에 자연스럽게 참여할 수 있다. 특히 덜미 인형과 이시미 캐릭터가 펼치는 다양한 퍼포먼스를 통해 어린이부터 성인까지 온 가족이 함께 웃고 즐길 수 있는 공연으로 마련됐다. 전통 인형극의 익살스러운 매력과 전통 연희의 흥겨운 에너지가 어우러져 관객에게 색다른 무대 경험을 선사할 예정이다. 연희공방 음마갱깽은 전통 인형극 ‘덜미’를 바탕으로 인형 제작과 공연 창작을 함께

오피니언

더보기
【박성태 칼럼】 의도한 듯한 제작 연출은 ‘과유불급’이었다
최근 한 종합편성채널에서 방영된 트롯 경연 프로그램 ‘미스트롯4’가 큰 인기를 끌며 많은 화제를 낳았다. 매회 참가자들의 뛰어난 노래 실력과 화려한 무대가 시청자들의 눈과 귀를 사로잡았고, 프로그램은 높은 시청률 속에 대중의 관심을 받았다. 그러나 한편으로는 경연 프로그램의 연출 방식에 대해 생각해 보게 하는 장면도 적지 않았다. 특히 한 여성 참가자의 이야기는 방송 내내 시청자들의 감정을 강하게 자극했다. 그는 결승 무대에서 탑5를 가리는 마지막 순간까지 2위를 달리고 있었지만, 최종 국민투표에서 압도적인 득표를 얻어 순위를 뒤집고 결국 ‘진’의 자리에 올랐다. 실력 있는 가수가 정상에 오른 것은 분명 당연한 결과였고 반가운 일이었다. 하지만 이 과정을 지켜본 일부 시청자들 사이에서는 또 다른 평가도 나왔다. 우승 자체보다 방송이 보여준 연출 방식이 과연 적절했느냐는 문제 제기였다. 이 참가자는 이미 예선전부터 뛰어난 가창력과 안정된 무대매너로 주목을 받아왔다. 예선 1회전에서 ‘진’을 차지하며 일찌감치 강력한 우승 후보로 거론됐고, 무대마다 탄탄한 실력을 보여주며 심사위원과 관객의 호평을 받았다. 그는 10년 차 가수였지만 그동안 큰 기회를 얻지 못했던