동진쎄미켐, 염료감응 태양전지 신뢰성 향상 위한 실증시험 진행

하지만 여전히 차세대 태양전지에 대한 연구는 일부 기업 및 연구기관, 학계 등을 중심으로 활발히 이뤄지고 있는 모습이다. 대표적으로 저가의 차세대 태양전지로 주목을 받았던 염료감응 태양전지의 경우 현재 국내에서는 동진쎄미켐이 상용화를 위한 내구성 향상 등의 연구를 진행하고 있는 중이다. 특히, 지난해 말에는 동진쎄미켐의 염료감응 태양전지가 적용된 태양광 모듈이 택시정류장 지붕에 일체화돼 인천터미널 앞에 설치된 바 있다.

동진쎄미켐 김종복 팀장은 “인천 택시정류장 외에는 염료감응 태양전지를 적용한 태양광 모듈이 설치된 실적들이 가시화된 부분은 없지만, 현재 당사는 염료감응 태양전지의 신뢰성 확보 및 내구성 향상을 목적으로 인천을 비롯한 대전 등에서 다양한 실증 실험을 진행하고 있는 중”이라고 밝혔다.

창호형 BIPV 건축재로서의 염료감응 태양전지, “가능성 있다!”

김종복 팀장은 “태양광발전시스템으로서 염료감응 태양전지가 가격적인 측면에서 결정질 태양전지와 경쟁이 되지 않는다고 하지만, 사실 염료감응 태양전지는 결정질 태양전지와 시장 자체가 완전히 다르다”고 강조했다. 그에 따르면, 염료감응 태양전지는 그 특유의 장점을 살리면, 일반적인 태양광발전시스템이 아니라, BIPV 창호시스템으로 적용될 수 있다는 설명이다.

김 팀장은 “유리 기반의 염료감응 태양전지는 BIPV 창호시스템 등 건축자재의 일종으로 적용이 가능하다”면서, “태양광발전시스템이 아니라, 건축물 자재로 적용되면 염료감응 태양전지 가격에 대한 이해관계를 줄여나가면서 무리 없이 일상에 적용할 수 있게 된다”고 말했다.

BIPV 창호시스템으로서 염료감응 태양전지가 경쟁력을 가질 수 있는 이유는 일반 창호와 비교하면 태양광발전을 통해 전기를 생산할 수 있는 것은 물론 빨간색 및 주황색, 녹색 등 다양한 색깔 배치가 가능해 인테리어 측면에서도 강점이 있기 때문이다.

이에 대해 김 팀장은 “기존에는 건물 안으로 들어오는 빛을 차단하는 데에만 집중했지만, 염료감응 태양전지를 적용한 BIPV 창호를 활용하면 건물 안으로 들어온 빛을 활용해 실내의 조명으로도 활용할 수 있으며, 더욱이 이를 이용해 실내 디자인까지 고려할 수 있어 건축가들에게 호평을 받고 있다”면서, “이처럼 태양광발전시스템으로서의 강점과 인테리어 건축자재로서의 강점으로 인해, 염료감응 태양전지 BIPV 창호를 활용할 경우 그 건물의 가치까지 높일 수 있다”고 설명했다.

염료감응 태양전지 한계 극복하고 BIPV 창호시스템 실용화 도전한다!

건축자재로서 염료감응 태양전지의 가능성에는 이견이 없지만, 문제는 염료감응 태양전지의 경우 봉지기술 부족으로 인한 누액으로 염료액체가 휘발되는 등 내구성 및 신뢰성 측면에서 한계가 있다는 것이다. 이에 대해 동진쎄미켐 측에서는 염료감응 태양전지의 이 같은 한계점을 기술적으로 해결 및 극복하고, 내구성 및 신뢰성 입증을 위해 현재 실외에서 BIPV 창호시스템으로서 염료감응 태양전지의 내구성 및 안전성 실증 평가를 진행 중이라고 밝혔다.

염료감응 태양전지 기술 선도기업인 동진쎄미켐이 주축이 되고, BIPV 창호 전문기업인 이건창호와 BIPV 인증기관인 한국건설생활시험연구원, 그리고 인천시가 함께 2013년부터 진행 중인 국책과제가 그것이다.

이 ‘BIPV 창호를 위한 DSC 모듈 개발 및 창호시스템 개발을 통한 실증 및 표준 제안’ 과제는 2013년부터 2016년까지 3년에 걸쳐 총 75억원의 연구비가 지원되는 과제로, 이번 과제를 통해 향후 국내 기술로 제로에너지 태양광 건물 확대에 따른 창호형 BIPV 기술 및 시장을 선점할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

이번 과제를 통해 동진쎄미켐은 염료감응 태양전지를 활용해 BIPV 최적합 태양전지 기술을 개발하고, 이건창호는 동진쎄미켐의 염료감응 태양전지 모듈을 BIPV 창호시스템에 적용해 시장을 창출 및 확대하는 역할을 담당하게 된다. 또한 한국건설생활시험연구원은 BIPV 사업화를 위한 장벽 해소를 위해 BIPV 규격을 제안하며, 인천시는 개발된 BIPV 시스템을 실증하는 테스트베드로서의 역할을 수행한다.

이와 관련해 BIPV 창호시스템으로서 염료감응 태양전지의 내구성 및 신뢰성 확보를 위해, 동진쎄미켐은 올해 3월에는 이미 인천TP 갯벌타워에 200W 규모의 염료감응 태양전지 BIPV 창호를 설치해 현재 실증 중에 있으며, 2015년 말~2016년 초에는 3kW 규모의 염료감응 태양전지 Facade/BIPV 창호시스템을 설치할 예정으로 현재 설치 장소와 콘셉트를 협의 중에 있다.

또한, 한밭대학교에도 염료감응 태양전지 태양광 모듈로 복층 창호를 제작하고 시뮬레이션 챔버를 만들어 실증 시험을 진행 중이며, 충북 진천에 위치한 한국건설생활환경시험연구원 태양광 시험센터에도 염료감응 태양전지 모듈 창호시스템을 설치해 안정성 평가를 테스트 중이다.

김종복 팀장은 “이 같은 실증 시험을 통해 우리는 염료감응 태양전지를 적용한 BIPV 창호가 아웃도어 환경에서도 충분히 신뢰할 수 있는 경제적인 창호시스템으로 활용될 수 있다는 점을 확인했다”면서, “앞으로는 국내뿐 아니라 국외에서도 염료감응 태양전지 적용 BIPV 창호시스템의 내구성 및 안정성, 신뢰성 입증을 위한 실증 시험을 진행할 계획”이라고 밝혔다.