<과학> 광섬유로 태양에너지 생산

Cheaper solar cells developed at Georgia TechNovember 4, 2009by Susan Wilson
Scientists in the Georgia Tech School of Materials Science and Engineering have developed a cheaper, more efficient flexible solar cell by using fiber optics and zinc oxide. These solar cells won’t replace large silicon based solar arrays in the near future but they could change the way solar energy is collected on buildings and on the move.

Zhong Lin Wang, a Regents professor in the Georgia Tech School of Materials Science and Engineering, has been working with his research team of Benjamin Weintraub and Yaguang Wei to develop a three dimensional photovoltaic system. Their system allows solar generators to be tucked away out of sight rather than mounted on the roof.

Using this technology, we can make photovoltaic generators that are foldable, concealed and mobile,” said Zhong Lin Wang… “Optical fiber could conduct sunlight into a building’s walls where the nanostructures would convert it to electricity. This is truly a three dimensional solar cell.”

The process begins with an optic fiber like the kind used by telephone companies for transmitting information. The optic fiber is modified by eliminating the cladding layer and adding a conductive coating. Then they grow zinc oxide nanowires around the fiber. The nanowires sticking out from the fiber “like the bristles of a bottle brush,” are “then coated with the dye-sensitized materials that convert light to electricity.”

Sunlight entering the optical fiber passes into the nanowires, where it interacts with the dye molecules to produce electrical current. A liquid electrolyte between the nanowires collects the electrical charges. The result is a hybrid nanowire/optical fiber system that can be up to six times as efficient as planar zinc oxide cells with the same surface area.

Wang wants to try using a different type of optic fiber and titanium oxide to build the nanowires as ways to reduce the cost of the solar cells and improve the efficiency.

These solar cells would be cheaper and less conspicuous than the flexible solar cells being used in solar jackets, solar bags and portable solar devices, making them more affordable for the rest of us



(서울=연합뉴스) 크고 거추장스러운 태양열 집열판 대신 특수 제작된 광섬유로 태양 에너지를 값싸게 생산할 수 있는 길이 열렸다고 BBC 뉴스가 보도했다.

미국 조지아공대(GIT) 연구진은 광섬유 주위에 나노미터급 전선을 솔처럼 쌓는 방법으로 집광 면적을 최대화해 열 생산 효율을 높이는 데 성공했다고 독일의 안게반테 케미(응용화학)지 최신호에 발표했다.

연구진은 섬유의 끝 부분만 노출돼야 한다면서 끝 부분이 에너지 생산을 위해 빛을 다른 곳으로 모으는 역할을 한다고 밝혔다.

이들은 지붕 크기의 집열판 대신 이렇게 만든 작은 집열기를 지붕에 설치하고 본격적인 발전 시설은 벽 사이에 드러나지 않게 설치할 수 있을 것이라고 말했다.

연구진이 개발한 새 기술은 통신용 광섬유와 같은 시판 광섬유의 외피층을 제거하고 섬유 주위에 산화아연 나노와이어의 `숲'을 심은 뒤 그 위를 염료분자로 덮어 연료 전지의 효율을 끌어올리는 표면을 형성하는 것이다.

또한 빛은 단지 섬유의 끝 부분을 통해서만 들어와야 하기 때문에 대규모 태양 에너지 시설이라도 지붕에 작은 집열장치만 노출돼 있을 뿐 실제 발전용 물질들은 눈에 보이지 않게 설치할 수 있다는 장점이 있다.

연구진은 "광섬유는 햇빛을 건물의 벽으로 유도하고 벽에 설치된 나노구조들이 빛을 전기로 바꾸게 돼 진정한 3차원 태양전지가 된다"고 강조했다.

youngnim@yna.co.kr
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