전체기사

2025.07.14 (월)

  • 흐림동두천 23.0℃
  • 흐림강릉 20.8℃
  • 서울 27.9℃
  • 구름많음대전 28.0℃
  • 흐림대구 27.6℃
  • 구름많음울산 25.5℃
  • 구름조금광주 28.6℃
  • 구름조금부산 28.2℃
  • 구름조금고창 28.4℃
  • 구름많음제주 29.8℃
  • 흐림강화 26.6℃
  • 구름많음보은 23.2℃
  • 구름많음금산 27.2℃
  • 구름많음강진군 29.6℃
  • 구름많음경주시 26.8℃
  • 맑음거제 28.6℃
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

정치

더보기

경제

더보기
여기종, 이집트 연수생 대상 여성기업 육성 현장 탐방 운영
[시사뉴스 홍경의 기자] (재)여성기업종합지원센터(이사장 박창숙, 이하 ‘센터’)는 지난 11일 KOICA 글로벌 연수사업의 일환으로 ‘이집트 여성 취·창업 및 중소기업 지원 역량 강화 연수생을 위한 여성기업 육성 현장 탐방 프로그램’을 진행했다고 14일 밝혔다. 연수생들은 여성의 취‧창업 및 중소기업 지원 정책 개발을 위한 벤치마킹을 위해 한국에 방문하였으며, 한국의 여성기업 정책 및 지원 체계에 대한 폭넓은 이해와 실질적인 정책 아이디어를 얻고자 여기종 본부를 탐방했다. ‘이집트 여성 취·창업 및 중소기업 지원 역량강화 연수’는 2024년부터 2026년까지 3년간 진행되는 사업으로, 이번이 두 번째 한국 방문이다. 전년도 연수에서는 여기종을 통해 한국 여성기업과의 간담회를 갖고, 글로벌 성장 전략을 모색한 바 있다. 이날 여기종은 대한민국 여성기업의 주요 현황과 (재)여성기업종합지원센터 및 한국여성경제인협회의 주요 역할을 소개하고, 중소벤처기업부의 여성기업 육성사업에 대해서도 상세히 설명했다. 또한, 여성창업보육실을 직접 견학하며 여기종이 운영 중인 창업지원 인프라를 살펴보고, 입주기업 대표와의 간담회를 통해 한국 여성기업인의 생생한 창업 경험과 경영 노

사회

더보기
박강산 시의원, 청소년자율예산 편성 환영한다
[시사뉴스 홍경의 기자] 서울시의회 박강산 의원(더불어민주당·비례대표)이 지난 12일 토요일 제13대 서울시 청소년참여위원회「청소년자율예산편성 결과공유회」에 참석해 청소년들의 정책 제안 활동을 격려하고 참여 민주주의 실현을 위한 제도적 지원을 약속했다. 이번 결과공유회는 서울시 청소년참여위원회 운영분과 위원들이 직접 기획하고 주도한 ‘청소년자율예산제’ 활동의 마무리 행사로, 청소년들이 수개월에 걸쳐 준비한 정책 제안과 예산안을 의결하고 서울시 청소년정책과에 공식으로 제출하는 뜻깊은 자리였다. 이날 제출된 「청소년 국제 정치역사 특사단」 사업은 서울시에 거주하거나 서울시 소재 초‧중‧고등학교 재학생 및 학교 밖 청소년 관련 기관에 소속된 청소년 시민이 독일을 방문해 ▲분단과 통일 역사 탐구 ▲국제협력 강화방안 모색 ▲초국가적 정책연대 경험 등을 하는 것을 주요 골자로 한다. 이에 박강산 의원은 “청소년자율예산 편성에 적극적으로 나서준 서울시 평생교육국에 감사의 말씀을 전한다”며 “앞으로도 서울시는 청소년 시민이 정책의 능동적 설계자이자 주체로서 활동할 수 있는 공론장을 더욱 활성화해야 한다”고 당부의 말을 전했다. 한편 박강산 의원은 앞서 지난 3월 청소년자율

문화

더보기
실무에 최적화된 인공지능 활용 안내서 ‘모두를 위한 최신 ChatGPT 프롬프트 엔지니어링’ 출간
[시사뉴스 정춘옥 기자] 머니매그넷이 운영하는 실무 전문 IT 교육 기관 마소캠퍼스가 신간 ‘모두를 위한 최신 ChatGPT 프롬프트 엔지니어링’을 출간했다고 밝혔다. 지난 30일 공개된 이 책은 ChatGPT를 중심으로 Claude, Gemini, Copilot 등 주요 생성형 인공지능(AI) 도구를 통해 AI 시대의 핵심 기술인 ‘프롬프트 엔지니어링’을 실무에 접목할 수 있도록 체계적으로 소개한다. 이번 도서는 생성형 AI의 기술적 기초와 원리를 바탕으로 다양한 분야에서 실질적으로 성과를 내기 위한 프롬프트 설계 기법을 다루고 있다. 입문자부터 실무자까지 단계적으로 따라할 수 있도록 각 장마다 핵심 이론과 실습 프롬프트를 함께 제공해 독자가 직접 프롬프트를 설계하고 응용할 수 있게 도와준다. 무엇보다도 △업무 자동화 △전략 수립 △마케팅 △교육 등 분야별 프롬프트 작성법과 AI의 구조화된 활용법을 집중 조명한다. LLM 작동 원리, 워드·벡터 임베딩, 셀프 어텐션 등 핵심 기술 개념부터 멀티모달·웹브라우징·비전 기능 설명까지 포함돼 있다. 나아가 산업별 실제 사례를 통해 생성형 AI의 실무 적용 방안을 구체적으로 제시한다. 이 책은 프롬프트 엔지니어링이

오피니언

더보기