플라스틱·유리 기반 투명 발전 코팅·프로세스 개발사 솔라윈도우 테크놀로지(이하 솔라윈도우)(장외주식: WNDW)가 기존 공인 성능을 2배 이상 끌어올리는 데 성공했다. 미국 에너지부 산하 국립재생에너지연구소(NREL)의 공동연구개발협정(CRADA)에 따라 제조된 유기 광기전력 소자 가운데 가장 높은 독자 인증 전력 변환 효율도 달성했다.

솔라윈도우는 성능 시험용 산업 표준 단일 셀 패터닝을 통해 14.72%(+/-0.29%)라는 전력 변환 효율을 달성했다. 엔지니어들은 이번 결과에 힘입어 단일 셀용 전력 변환 효율을 최적화해 전력 변환 효율을 솔라윈도우의 대규모 애플리케이션으로 옮기는 작업에 착수했다. 솔라윈도우의 애플리케이션으로는 건물, 자동차 선루프 등에 탑재되는 발전용 유리창과 같은 제품이 있다.

솔라윈도우 기술개발부 부사장 겸 수석과학자 제임스 휘터커 박사는 “솔라윈도우는 태양광 발전량의 절대 지표인 전력 변환 효율의 새로운 기준을 세우며 역량을 유감없이 발휘했다”며 “이건 시작에 불과하다”고 말했다.

솔라윈도우 경영진은 지난 분기에 발전량과 프로토타입 역량을 높일 계획이라고 발표했다. 휘터커 박사와 직원들은 불과 몇 주 만에 프로토타입 테스트 속도와 테스트 능력을 각각 500%, 12배 끌어올리고, 솔라윈도우 발전 유리의 고속 실험실 규모 프로토타입용 자재 비용을 20배 줄이는 성과를 거뒀다.

솔라윈도우 직원들은 NREL과 맺은 CRADA에 따라 기존 효율 성능의 2배 이상을 달성하며 현존하는 유기 광기전력 소자 가운데 전력 변환 효율이 가장 높은 소자를 60일만에 성공적으로 개발·제조·시험하고 독자 인증했다.

솔라윈도우는 발전용 투명 창문 유리의 미학적 매력을 여러 차례 선보였으며, 저가 제조 및 자재에 대한 적합성을 성공적으로 입증했다. 솔라윈도우는 이번 전력 변환 효율 결과를 바탕으로 평범한 표면을 비용 합리성과 설치 용이성, 흡인력으로 무장한 고성능 제품으로 탈바꿈시킨다는 약속을 더 대담하게 추진할 수 있게 됐다.

솔라윈도우는 전통 태양광 패널이 아닌 리퀴드일렉트리시티 유리·플라스틱 코팅·프로세스의 초박막층을 이용해 전기를 생성한다. 다양한 색상과 투명도로 구성된 리퀴드 코팅은 두께가 머리카락 100분의 1에 불과하다. 좀 더 저렴하면서 처리량을 높일 방법을 활용하면 착색유리 필름, 디지털 디스플레이, 반도체, 신문 인쇄 등 상업 제조에 적용할 수 있다.

14.72%의 전력 변환 효율, 독립 인증

테스트를 마친 솔라윈도우의 모든 소자는 솔라윈도우와 NREL이 맺은 CRADA에 따라 제조됐다. 솔라윈도우는 휘터커 박사 지휘 아래 NREL 연구원들과 함께 CRADA를 이행해 왔다.

휘터커 박사는 “솔라윈도우는 CRADA에 힘입어 NREL에서 고도의 역량과 헌신으로 무장한 과학자, 공학자, 기술자들과 함께 일하고 있다”며 “저렴한 비용으로 많은 전기를 발생시키는 투명 발전 유리·플라스틱 개발에 지원을 아끼지 않은 모든 연구원에게 감사의 말을 전하고 싶다”고 말했다.

NREL 소속 과학자이자 솔라윈도우 CRADA 프로젝트 리더인 브라이언 라슨 박사는 “오늘 발표는 대면적 실현, 특히 고효율 유기 광기전력 기술에 큰 진전”이라고 자평했다.

NREL 소속 과학자이자 광기전력 소자 스케일업 프로세스 전문가인 버트란드 트레몰레 드 빌리에 박사는 “NREL과 솔라윈도우가 달성한 높은 전력 변환 효율은 오랫동안 뜬구름 같았던 저가, 대면적 유기 광기전력 소자의 미래를 밝혔다”고 말했다.

이번 전력 변환 효율 성과는 레이너지 테크의 지원이 없었다면 불가능했다. 솔라윈도우는 레이너지 테크와의 오랜 협력 덕분에 현재 개발하고 있는 솔라윈도우 발전 제품의 발전량과 투명도를 최적화할 수 있었다. 여러 상장 기업 지원 아래 대만에 본사를 두고 사업을 펼치고 있는 레이너지 테크는 전 세계 유기 광기전력 기술 업계를 선도하는 기업으로 차세대 화학 물질, 과학 재료, 물리 소자 등을 개발한다.

NREL 시험 설비 및 역량

솔라윈도우 소자의 성능 측정과 인증은 CRADA 팀이 아닌 NREL 소자성능측정 실험실에서 독립적으로 수행된다.

1차 레퍼런스 셀을 측정하는 NREL 소자성능측정 실험실은 세계태양전지눈금(WPVS)에 부합하는 전 세계 4대 인증 시설 가운데 하나다. 1차 레퍼런스 셀과 2차 레퍼런스 셀, 2차 레퍼런스 모듈 등을 측정하는 유일한 미국 실험실이기도 하다.

NREL 소자성능측정 실험실은 미국 시험기관인정기구(A2LA)에서 1·2차 레퍼런스 셀 및 2차 모듈 측정 기준인 ISO 17025 승인을 획득한 공인 실험실이다. ISO 17025 범위 밖의 측정은 오리온 레지스트라르에서 획득한 ISO 9001에 따라 수행하고 있다.

NREL 소자성능측정 실험실이 수행한 테스트의 결과는 미국 국립표준기술원(NIST)과 같은 국립 계량 연구소가 수행한 테스트 결과와 그 위상이 같다. 다만 역량의 폭과 깊이는 NREL 쪽이 더 깊다.

NREL의 소자성능측정 실험실은 오랫동안 PV 소자의 성능을 정확하게 측정해 왔으며, 190년 넘게 전문 경험을 축적했다.

출처 : 솔라윈도우 테크놀로지