태양광 발전은 온실가스를 내뿜지 않고 유지 보수가 비교적 쉽기 때문에 미래를 이끌어갈 재생가능에너지로 각광 받고 있다. 하지만 지난 몇 년간 태양광 모듈 가격이 꾸준히 낮아졌음에도 불구하고, 태양광 모듈 생산에는 여전히 고가의 소재가 사용된다. 또 먼지 하나 없는 무균실에서 처리해야 하는 까다로운 생산 공정 등 기술적인 문제도 산적해 있는 것이 사실이다.

이런 문제들을 해결하기 위해 최근 독일 켐니츠 공대(TU Chemnitz) 인쇄미디어기술연구소는 3PV(Printed Paper Photo Voltaics)라 불리는 획기적인 태양광 모듈을 선보여 화제다. 3PV는 말 그대로 일반 종이에 인쇄한 태양전지를 말한다. 연구진들은 이 기술이 잡지, 포스터, 포장지에 사용되는 일반 종이와 기존 인쇄방식을 그대로 활용한다는 점에서 태양광산업의 ‘패러다임 변화’를 불러올 것으로 기대하고 있다.

사진: B. Trnovec / pmTUC

인쇄에는 특수 잉크가 사용되는데 이 잉크는 전기의 성질을 띠고 있어 전기 생산에 필수적인 성분들을 종이 위에 착색시키는 것이 가능하다. 종이 위에 인쇄된 태양광 모듈은 다른 태양전지보다 저렴할 뿐만 아니라, 세계 어디에서든지 일반 인쇄기로 종이 태양전지를 생산하고 상용화할 수 있다는 장점 또한 지니고 있다.

이번에 개발된 태양광 모듈의 에너지 변환효율은 아직 1.3%에 불과하지만 기술개발과 경제성 확보를 통해 5%까지 끌어올릴 수 있을 것으로 전망된다. 수명은 1년 이내인 것으로 알려졌다. 이처럼 낮은 효율과 짧은 수명에도 이 모듈의 미래가 밝은 것은 자연에 존재하는 나뭇잎들과 닮았기 때문이다. 나뭇잎의 에너지변환 효율은 4~7% 정도이며, 수명도 1년 보다 짧다.

종이 태양전지는 향후 각종 포장지 겉면에 인쇄돼 다양한 기능을 가진 난쟁이 발전소로 변신할 수도 있을 것이다. 또한 사용 후 폐지로 재활용할 수 있다는 점에서 ‘재생 가능한 재생가능에너지’로 불러야할 지도 모른다. 일반 태양전지들은 재활용이 불가능해 수명이 다한 후 처리에 골머리를 앓아 왔다(기후변화행동연구소 최도현 연구원).