머크가 영국의 건물일체형 태양전지(BIPV) 업체 폴리솔라(Polysolar)와 공정혁신센터(CPI)와 협력해 혁신적인 프로젝트를 진행한다고 밝혔다. “발전과 절전 윈도(Power Generating & Energy Saving Windows)”로 명명된 이번 프로젝트는 태양열 발전과 동시에 더욱 효율적인 실내 온도 제어가 가능한 미래형 창문을 만드는 게 목표다.
이번 프로젝트는 탄소 제로 건물에 대한 건설업계의 수요를 반영한 것이며, 투명 BIPV 윈도는 태양 발전도 하면서 동시에 건물의 실내 온도 제어가 가능하다. 이러한 장치가 상용화되면 건물의 에너지 비용을 절감하는 동시에 건축 디자인 측면에서도 활용도가 높아진다. 투명 태양광 패널은 기존의 건축 구조물에 설치가 용이하고 창문, 스카이라이트, 파사드, 지붕 등의 건축물 표면에도 이상적인 소재이다. 유기 태양광 전지는 유연성, 경량화, 투명성, 저비용과 같은 특징으로 다양한 분야에 적용할 수 있는 점도 매력적이다.
머크의 어드밴스드 테크놀러지스 사업 부문 대표인 브라이언 다니엘스는 “중요한 프로젝트에 참가하게 되어 기쁘게 생각한다. 이번 프로젝트는 그레이 OPV 모듈의 상용화 버전을 개발하고 향후 다양한 방면에서 BIPV의 적용을 늘릴 수 있는 절호의 기회”라고 말했다.
집중적 개발 진행
이번 프로젝트는 유기 태양전지 기술에 기초해 상용화가 가능한 발전형 창문을 시제품 차원에서 개발하기 위한 것으로 참가 파트너들이 각자 초기 단계의 연구 성과를 활용한다. 이번 개발의 핵심은 머크가 최근 시판한 반투명 그레이 리시콘 소재의 업그레이드 버전으로 향후 보다 개선된 성능으로 시제품의 상용화에 도움이 될 전망이다. 머크의 목표는 수직방향의 에너지 수율을 갖는 기존의 PV와 동일하면서 설치비용, 투명성, 성능, 수명은 현재 업계에서 사용 중인 고성능 유리 패널과 유사한 수준을 달성하는 것이다.
폴리솔라의 하미쉬 왓슨은 “현대 건축은 자연 채광을 극대화하면서 에너지 소비는 줄여야 하는 딜레마를 안고 있다. 하지만 OPV 유리 패널을 이용하면 이러한 상충 문제를 해소하고, 이산화탄소 발생이 없는 재생에너지를 만들어 미래의 탄소 제로 건물을 실현할 수 있다”고 강조했다.
CPI의 대표 과학자인 데이브 바윅은 “이번 프로젝트를 통해 지속가능하고 비용이 낮은 제조 공정을 이용해 유기 태양전지 장치를 대규모로 생산할 수 있을 것이다. 프로젝트가 완료되면 업계는 필요한 제품의 수명, 제원, 가격 요소를 파악할 수 있으며, 이를 통해 구체적인 시판 방안을 평가할 수 있을 것”이라고 전했다.
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