[일본] 새로운 수국(水菊) 태양전지 개발

일본 연구진은 꽃을 닮은 태양전지를 만들었는데, 이것은 청정에너지의 발전에 큰 영향을 끼칠 수 있을 것이다.

3년 전에 후쿠시마에서 발생된 원전 사고로 인해서, 수국에 영감을 얻은 태양전지는 일본의 동쪽 해안에 설치된 세계에서 가장 큰 해상 풍력 발전소와 더불어 청정에너지 수급에 큰 영향을 끼치고 있다. 도쿄 대학(University of Tokyo)의 첨단 과학 기술 연구센터(Research Centre for Advanced Science and Technology)의 교수인 Hiroshi Segawa는 염료 민감성 태양전지를 개발하기를 원했다. 이 염료 민감성 태양전지는 아름다운 꽃의 형상을 가지고 있고, 주위를 밝게 한다.

이번 연구진이 제조한 Annabelle는 백색 수국에서 이름을 따서 명명되었고, 꽃 스테인드글라스(stained glass)와 같은 태양전지로 만들어졌는데, 이것은 일본의 전통 문 위에 설치된 격자형 나무 상자 속에 제조되었다. 20cm(8 inch) 폭을 가진 상자는 선룸(sunroom)에 추가될 수 있고, 스마트폰을 두 번 충전할 수 있을 정도로 충분한 에너지를 저장할 수 있다. 잎은 전기를 생성하고, 이 전기는 꽃 속에 저장된다. 장치가 충전되면, 꽃잎은 점점 청색으로 변한다. Annabelle가 방전될 때, 이런 청색 꽃잎은 백색으로 변하고, 실제로 수국처럼 보인다.

“사람들은 원자력 등의 에너지와 관련된 것들에 대해서 매우 좋지 않는 이미지를 가지고 있다”고 Segawa가 말했다. 화력 발전은 뜨겁고 더러운 석탄을 연상시키고 태양 전지판은 많은 공간을 차지한다고 알고 있다. 심지어 풍력 발전은 조류 충돌과 소음 문제를 가지지만, Annabelle는 환경에 아무런 영향을 끼치지 않는다.

Annabelle가 실리콘 기반의 태양 전지판을 대체할 것이라고 기대하지 않지만, 이번 연구진은 칙칙한 산업에 색상의 향연을 열 수 있는 “즐거운 에너지(enjoyable energy)”를 생산할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 2011년에 후쿠시마 원전 사고가 일어난 이후부터, 일본은 대체 에너지의 사용을 촉진하고 있다. 태양광 발전이 빠르게 증가하고 있지만, 전체 전력에서 차지하는 비율은 여전히 적다.

일본에서, 모든 전력원에서 수력 발전을 포함한 재생에너지원이 차지하는 비율은 총 4.7%에 불과하다. 국제 에너지기구 (International Energy Agency)의 데이터에 따르면, 이것은 영국의 10.4%와 독일의 20.1%에 비해서 매우 낮다. 일본의 모든 원자력 발전소는 2011년 원전 사고로 인해서 문을 닫았다. 따라서 일본 에너지원의 4 분의 1 이상을 담당하던 에너지원이 사라지게 되었다.

태양광 부문을 발전시키기 위한 도쿄 시의 노력에도 불구하고, 날씨(특히, 안정적인 태양광의 부족)는 더 폭넓은 태양전지의 사용을 어렵게 한다. 그러나 Annabelle는 약한 실내 불빛에도 잘 작동한다. 또한 이것은 무수히 많은 디자인을 가질 수 있다. 이번 연구진은 프랑스 대통령인 프랑수아 올랑드(Francois Hollande)처럼 보이는 태양전지와 일본 팝 스타인 하츠네 미쿠(Hatsune Miku)와 닮은 태양전지를 만들었다.

“당신은 애니메이션 캐릭터, 사람의 초상화, 많은 다른 물건에 태양전지를 설치할 수 있다”고 이번 연구진은 말했다.

그림. 유기 태양광 전지의 프로토타입 모델.

[출처 = KISTI 미리안 『녹색기술정보포털』/ 2014년 8월 21일]

A solar cell that resembles a flower is offering a new take on green energy in Japan, where one scientist is searching for renewables that look good.

In a country badly scarred by the tsunami-sparked nuclear disaster at Fukushima three years ago, the hydrangea-inspired solar offering is small beer alongside one of the world's biggest offshore wind power farms now floating off the country's east coast.

But Hiroshi Segawa, a professor at University of Tokyo's Research Centre for Advanced Science and Technology, is hoping his dye-sensitised solar cell, which meshes floral beauty with cutting-edge technology, will brighten the scene.

Segawa's Annabelle, named after a type of white hydrangea, is made up of flowery stained glass-like solar cells built into a latticed wood box modelled on traditional Japanese doors.

While the 20 centimetre (8 inch) wide box might make a pretty addition to a sunroom, it can also store enough energy to charge your smartphone twice.

The leaves generate electricity, which is stored in the flower. As the device charges up the petals turn increasingly blue. But as Annabelle discharges, those blue petals turn white, just like the real-life hydrangea.

'Enjoyable energy'

"People do not have a very good image about things related to energy, such as nuclear power," Segawa told AFP.

"Thermal power generation conjures up images of blistering hot dirty coal while solar panels take up a lot of space.

"Even wind power generation has problems with bird strikes and noise, but (Annabelle) doesn't harm the environment."

While Segawa is not expecting to topple the dominant silicon-based solar panels, he is hoping the fast-growing sector has room for "enjoyable energy" that adds a splash of colour to an otherwise drab industry.

Since the Fukushima nuclear disaster in 2011, Japan has been pushing to boost the use of alternative energy. The country's solar power generation is rapidly growing, but it still only represents a small share of the overall power mix.

In Japan, the share of power generated from renewable sources, excluding hydropower, lags other developed economies at 4.7 percent of the total, far less than 10.4 percent in Britain or 20.1 percent in Germany, according to data from the International Energy Agency.

All of Japan's nuclear plants were shuttered after the 2011 atomic accident—yanking away a power source that once supplied more than one quarter of the nation's energy.

Despite Tokyo's efforts to develop the solar sector, the weather —- particularly a lack of reliable sunlight—is among the factors holding back wider use.

But Segawa says Annabelle works even in weak indoor light.

It also has a myriad of design possibilities. Segawa has already experimented with a cell that looks like French President Francois Hollande and one of the computer-generated Japanese pop star Hatsune Miku. "You can make solar cells out of animated characters, portraits of real people and lots of other stuff," he said.

 

[원문출처 : http://phys.org/news/2014-08-green-power-blooms-japan-unveils.html]