๋๋ถ๋ฅผ ๋ง๋ค๊ณ , ๋ชฉ์ ์๊ธ์ผ๋ก ์ฌ์ฉ๋๋ ์ผ๋ฐ์ ์ธ ํํ๋ฌผ์ง์ด ์ต์ฒจ๋จ ํ์ ์ ์ง(solar cell) ์ ์กฐ์์ ๋
์ฑ์ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ ๊ณ ๊ฐ์ธ ํํ๋ฌผ์ง์ ๋์ฒดํ ์ ์์ ๊ฒ์ด๋ผ๊ณ ์๊ตญ ๋ฆฌ๋ฒํ ๋ํ(University of Liverpool) ์์์ ์ฐ๊ตฌ์ง์ด ์ํํ ์๋ก์ด ์ฐ๊ตฌ๋ ์ ์ํ๋ค. ๋ชจ๋ ์ ๋ฌธ๊ฐ๊ฐ ๋์ํ๋ ๊ฒ์ ์๋์ง๋ง, ์ด ์ฐ๊ตฌ์ ์ ์๋ค์ ๋๋ผ์ด ๋ฐ๊ฒฌ์ด ์นด๋๋ฎด-ํ
๋ฃจ๋ฅด ์ ์ง(cadmium-telluride cell)๋ฅผ ์์ ํ๊ฒ ์ ์กฐํ ์ ์์ ๋ฟ ์๋๋ผ, ์๋นํ ์ ๋ ดํ ๋น์ฉ์ผ๋ก ์ ์กฐํ ์ ์๋ค๊ณ ๋ฐํ๋ค. ์ด๋ฐ๋ง ํ์ ์ ์ง์ ์๋ก์ด ํ์ข
์ธ ์นด๋๋ฎด-ํ
๋ฃจ๋ฅด ์ ์ง๋ ์ ์ธ๊ณ ํ์ ์์ฅ์ ๋จ 5%๋ง์ ์ฐจ์งํ๊ณ ์๋ค.
๋๋ถ๋ถ์ ์์ฉ ํ์๊ด ๋ชจ๋์ ์ด๊ณ ์๋ ์ค๋ฆฌ์ฝ ์จ์ดํผ๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ๋ค. ์ด๋ฌํ ์ค๋ฆฌ์ฝ์ ์ฌ๋ฃ์ ์ ์๋ฅผ ์ฐจ๋ฒ๋ฆฌ๋ ์ผ๊ด์ ํก์ํ์ฌ, ์ ์ง๋ฅผ ํตํ์ฌ ์ ์๋ฅผ ์ด๋์ํด์ผ๋ก์จ ์ ๋ฅ๋ฅผ ์์ฑํ๋ค. ๋ค๋ฅธ ์ ๊ทผ์ ์ผ๊ด์ ๋ณด๋ค ๋ ๊ฐ๋ ฅํ๊ฒ ํก์ํ๋ ๋ฐ๋ง ์ฌ๋ฃ๋ก ์ ์ง๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์ด๋ฌํ ๋ฐฉ์์ ์ฌ๋ฃ๊ฐ ๊ณ ์๋์ผ ํ์๊ฐ ์์ผ๋ฉฐ, ์ ์ํ๊ฒ ์ฆ์ฐฉ๋ ์ ์๋ค. ์ด๋ฌํ ๋ฐ๋ง์ ์ค๋ฆฌ์ฝ ์จ์ดํผ์ ๋๊ป์ 1/100์ ํด๋นํ๋ ์ฝ 1 ๋ง์ดํฌ๋ก๋ฏธํฐ ๋๊ป์ด๋ฉฐ ๋ฐ๋ผ์ ์์ฉ ์ ์ง๋ณด๋ค ๋ ์ ์ ์ฌ๋ฃ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๊ณ , ๋จ๋จํ ์ ๋ฆฌ๋ณด๋ค๋ ํ๋ผ์คํฑ ๋๋ ํฌ์ผ ๋ฑ๊ณผ ๊ฐ์ ์ ์ฐํ ๋ค๋ฅผ ๋ฐ์น๋ ์ฌ๋ฃ๋ก ๋ง๋ค์ด์ง ์ ์๋ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ์๋ค.
๋ฐ๋ง ์ ์ง, ํนํ ํ
๋ฃจ๋ฅดํ ์นด๋๋ฎด(cadmium telluride, CdTe)์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ๋ ๋ฐ๋ง ์ ์ง๊ฐ ์ฒ์์ผ๋ก ์ ์๋์ ๋, ์ค๋ฆฌ์ฝ๋ณด๋ค ๋ ์ ๋ ดํ ๊ฐ๊ฒฉ๊ณผ ์ฝ๊ฐ ๋จ์ด์ง๋ ํจ์จ ๋ฑ์ผ๋ก ์ ๋งํ ์ ๋ง์ ๋ณด์ฌ์ฃผ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ 2009๋
์ค๊ตญ์ผ๋ก๋ถํฐ ์ค๋ฆฌ์ฝ ๋ชจ๋์ ๊ฐ๊ฒฉ์ด ๊ธ๋ฝํ์ฌ, ์๋ง์ ์์ฉ ์ค๋ฆฌ์ฝ ๊ธฐ์
๋ฟ ์๋๋ผ ๋๋ถ๋ถ์ ๋ฐ๋ง ์ ์กฐ์ฌ๋ค์ ํ์
ํ๊ฒ ๋๋ค. ์ต๊ทผ CdTe๋ ์ํธ๋น ๋น์ฉ ์ธก๋ฉด์์ ๊ฒฐ์ ์ฑ ์ค๋ฆฌ์ฝ๊ณผ ๋น๋ฑํ ๊ฒฝ์ฃผ๋ฅผ ์น๋ฃจ๊ณ ์๋ค๊ณ ์ค์์ค ์ทจ๋ฆฌํ ๋ธ๋ฃธ๋ฒ๊ทธ NEF(Bloomberg New Energy Finance) ํ์ ๋ถ์๊ฐ์ธ Jenny Chase๋ ๋ฐํ๋ค. ๋ ๋ฎ์ ํจ์จ์ ์์ํ๊ธฐ ์ํ์ฌ, CdTe๋ ํจ์ฌ ๋ ์ ๋ ดํ๊ฒ ํ๋งค๋ ํ์๊ฐ ์๋ค๊ณ ๊ทธ๋
๋ ๋ง๋ถ์๋ค.
์๊ตญ ๋ฆฌ๋ฒํ ๋ํ(University of Liverpool) ์์์ ๋ฌผ๋ฆฌํ์์ธ CdTe๊ฐ ์๊ณ ์๋ ๋ฌธ์ ์ค ํ๋๊ฐ ์ ์ง๊ฐ ํจ์จ์ ์ด์งํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์ผํ ์นด๋๋ฎด(cadmium chloride) ์ฉ์ก์ผ๋ก ์ฝํ
์ ํด์ผ๋ง ํ๋ค๋ ์ ์ด๋ผ๊ณ ๋ฐํ๋ค. ์ผํ ์นด๋๋ฎด ์ฉ์ก์ผ๋ก ์ฝํ
ํ๋ ์ด์ ๋ ์ผ์ ์ด์จ(chloride ion)์ด CdTe ์ธต์ ์ฉํด๋์ด ์ ์๊ฐ ์ฅ์น ์ ์ฒด๋ก ์ฝ๊ฒ ํ๋ฅผ ์ ์๊ฒ ๋ง๋ค์ด์ฃผ๋ ๋ฐ๋์ฒด ์ ํฉ(semiconductor junction)์ ๊ตฌ์ถํ๋ค๋ ์ ์ด๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ ์ง์ ์ผ์ ์ด์จ์ด ๋ฌผ์ ๋
น๊ธฐ ๋๋ฌธ์, ์ด ํํ๋ฌผ์ง์ ๋์ฐํ๋ค๊ณ Major๋ ๋ฐํ๋ค. ์ผ์ ์ด์จ์ ๋
์ฑ๊ณผ ๋ฐ์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ์์ค ์๋ช
์ ์ค๋ ์ง์๋๋ ํผํด๋ฅผ ์
ํ๋ฉฐ, ์ด ๋ฌผ์ง์ ๊ฐ๊ฒฉ์ ๋งค์ฐ ๊ณ ๊ฐ์ด๋ค. ํํ์์ด ์์ ๋ณต์ ์
์ด์ผ ํ๊ณ , ์คํ์ค ๋๋ ๊ณต์ฅ ํ๊ธฐ๋ฌผ์์ ์ฉํด๋ ์นด๋๋ฎด์ ์ฌ๊ณผ์ํค๋ ๋ฑ์ ํฌํจํ ๊ณ ๊ฐ์ ์๋ฐฉ ์กฐ์น๋ฅผ ์ทจํด์ผ ํ๋ค. CdTe ์ธต์์ ์นด๋๋ฎด์ ์ฉํด๋์ง ์์ผ๋ฉฐ, ๋ฐ๋ผ์ ์ต์ข
์ ์ธ ๋ชจ๋์ ๊ฑด๊ฐ์ ์ ํดํ์ง ์๋ค๊ณ Major๋ ๋ฐํ๋ค.
๋ฆฌ๋ฒํ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ผ์๋ณด๋ค ๋ ์ ๋ ดํ๊ณ ์์ ํ ๋ถ๋ง๊ณผ ๊ฒฐํฉํ ์ ์๋ ์์๋ฅผ ์ฐพ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์ฃผ๊ธฐ์จํ์ ์ฃผ๋ชฉํ๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ๋ช ๊ฐ์ง ๋ค๋ฆ ์ผ์ ์ํํ์ง๋ง, ์ด๋ฌํ ์ผ์ ๋ํธ๋ฅจ๊ณผ ๊ฐ์ ์ด์จ์ด ์ฅ์น์ ์ ์ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ์ค์ผ์ํค๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์คํจํ๋ค. ๋ง์ง๋ง์ผ๋ก ์ฐ๊ตฌ์ง์ CdCl2 ๋งํผ ํจ์จ์ ์ธ ์ ์ง๋ฅผ ์ ์กฐํ ์ ์๋ ๊ฐ์ฅ ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋ฐ๊ฒฌ๋๋ ํํ๋ฌผ์ง์ธ ์ผํ ๋ง๊ทธ๋ค์(magnesium chloride, MgCl2)์ ์๊ฐํด๋๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ ๋ง๊ทธ๋ค์ ์ด์จ์ด 2๋ฐฐ์ ์ ์ ํ๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์, ์ผ์ด ์นด๋๋ฎด ์ด์จ์ฒ๋ผ ์์ฉํ๊ณ ๋ฐ๋ผ์ ์ ์์ ํ๋ฆ์ ๋ฐฉํดํ์ง ์๋๋ค๊ณ ์๊ฐํ๋ค.
์ฐ๊ตฌ์ง์ ์ผํ ์นด๋๋ฎด์ผ๋ก ๋ง๋ค์ด์ง ์ ์ง๋งํผ ์ฐ์ํ ์ ์ง๋ฅผ ์ป์ ์ ์์๋ค๊ณ Major๋ ๋ฐํ๋ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ฐ๊ตฌ์ง์ด ๊ฐ๋ฐฉ๋ ์ฐ๊ตฌ์ค ๋ฒค์น์์ ์จ๋ผ์ธ์ผ๋ก ๊ตฌ๋งคํ ์ ๋ ดํ ์คํ๋ ์ด ์ฝํฐ๋ก ์ผ์ ์ด์ฉํ ์ ์๋ค๊ณ Major๋ ๋ฐํ๋ค. MgCl2๋ ๋์ ๋ฅผ ์๊ณ ์ํค๊ณ ๋๋ถ๋ฅผ ๋ง๋ค๊ธฐ ์ํ์ฌ ์กฐ๋ฆฌ์ ์ฌ์ฉ๋ ๋งํผ ์์ ํ๋ค. ๋ ์ด ์ฌ๋ฃ๋ ๋ชฉ์ ์๊ธ๊ณผ ๊ฒฐ๋น ๋๋ก์ ์ผ์์ ์ ๊ฑฐํ๋๋ฐ ์ฌ์ฉ๋๋ค. MgCl2์ ๋น์ฉ์ด ํฌ๋ก๊ทธ๋จ๋น 1 ๋ฌ๋ฌ ์ ๋์ธ ๋ฐ๋ฉด, CdCl2์ 300๋ฐฐ ์ด์ ๋ ๋น์ธ๋ค.
2012๋
ํ์ฐํ CdTe ๊ธฐ์
์ธ Abound Solar์ฌ๋ฅผ ์ค๋ฆฝํ ๋ฏธ๊ตญ ์ฝ๋ก๋ผ๋ ์ฃผ๋ฆฝ๋ํ(Colorado State University) ์์์ ๊ณตํ์์ธ Kurt Barth๋ CdCl2๊ฐ ์ ์ง์์ ๊ฐ์ฅ ๋น์ฉ์ด ์ ๋ ดํ ๋ถ๋ถ ์ค ํ๋๋ผ๊ณ ๋ฐํ๋ค. ์ฐ๊ตฌ์ง์ด ์คํ์ค์์ MgCl2๋ฅผ ํ
์คํธํ์ฌ ์ฑ๊ณตํ๋ค๋ฉด ๋ชจ๋ ๊ณต์ ์ ์ฑ์ฉํ ๊ฒ์ด๋ผ๊ณ ๊ทธ๋ ๋ฐํ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ Barth์ Major๋ ์์ธก๋ ์ ๊ฐ์ ์ ๋ํํ์ง ๋ชปํ๋ค.
๊ฐ์ฅ ํฐ ๊ธฐ์
์ธ ์ ๋ฆฌ์กฐ๋ ์ฃผ ํ
ํผ(Tempe)์ ์๋ First Solar์ฌ๋ ์ด ๊ธฐ์ ์ ํ์์ ์ธ ์
์ฅ์ ๋ณด์๋ค. ํ๊ฒฝ, ๊ฑด๊ฐ ๋ฐ ์์ ์ฑ ์ ์ด ๋ฑ์ด ๊ณ ๊ฐ์ ๋น์ฉ์ด ์์๋์ง๋ง, CdCl2 ์ฒ๋ฆฌ ๋จ๊ณ๋ ์ ์กฐ ๊ณต์ ์์ ์ฃผ์ํ ๋น์ฉ ์ถ์ง์๊ฐ ์๋๋ผ๊ณ ํด๋น ๊ธฐ์
์ ์ต๊ณ ๊ธฐ์ ๋ด๋น์์ธ Raffi Garabedian์ ๋ฐํ๋ค. Calyxo์ฌ ์ต๊ณ ๊ธฐ์ ๋ด๋น์์ธ Michael Bauer๋ ๋
์ผ CdTe ๊ธฐ์
์ด ์ ์ฌํ๊ฒ ํ์์ ์ธ ์
์ฅ์ ๋ณด์๋ค๊ณ ๋ฐํ๋ค. ๋น์ฉ ์ธก๋ฉด์ ๋ํ ์ํฅ์ด ์ ํ์ ์ผ ๊ฒ์ด๋ผ๊ณ ๊ทธ๋ ๋ฐํ๋ค.
๊ทธ๋ฆผ1> ๊ณ ์ฑ๋ฅ ์ค๋ฆฌ์ฝ ๊ด์ ์ง๋ณด๋ค ๋ ์ ์ ํจ์จ์ฑ์ ๋ณด์ด์ง๋ง, ์ ์กฐ๋น์ฉ์ด ์ ๋ ดํ ๋ฐ๋ง ์ ์ง
๊ทธ๋ฆผ2> ๋ณดํธ ์ฅ์น๊ฐ ์๊ตฌ๋๋ ๋ฐ๋ง ํ์ ์ ์ง ์ ์กฐ ๊ณต์ ์ค ์ผํ ์นด๋๋ฎด ์ ์ด.
ํค์๋ : ํ์ ์ ์ง, ์นด๋๋ฎด ํ
๋ฃจ๋ฅด ์ ์ง, ํ
๋ฃจ๋ฅดํ ์นด๋๋ฎด, ์ผํ ๋ง๊ทธ๋ค์
์ถ์ฒ: KISTI ๋ฏธ๋ฆฌ์ ๊ธ๋ก๋ฒ๋ํฅ๋ธ๋ฆฌํ
์๋ฌธ:
http://www.nature.com/news/bath-salt-chemical-promises-safer-solar-cells-1.15464 ์ ๊ณต:kisti, ๋ค๋ฅธ๊ธฐ์ฌ๋ณด๊ธฐ๊ธฐ์ฌ๋ฑ๋ก์ผ์ : 2014.07.14 15:43
<์ ์๊ถ์ © ์๋ฎ, ๋ฌด๋จ ์ ์ฌ ๋ฐ ์ฌ๋ฐฐํฌ ๊ธ์ง>
#kisti#