(14)태양전지

최근 OPEC의 회담결렬을 계기로 국제시장에서 석유값이 떨어지고 있다.
73, 78년의 석유위기 때를 되돌아 본다면 그야말로 금석지감을 느낄수 있다.
그러나 이같은 석유위기가 인류에 시련만을 안겨준 것은 아니었다. 기껏해야 수십년 정도를 쓸수 있는 석유의 매장량만으로 무절제한 낭비를 계속해 왔다면 오히려 더욱 큰 석유충격을 받았을지도 모르는 일이다. 석유는 에너지원만이 아니라 석유화학제품의 원료로서 큰 몫을 하기때문에 석유를 아끼는 것이 인류 전체로 볼때는 다행스러운 일이라고 할수 있다.
석유위기는 결과적으로 대체에너지 개발을 촉진시켜 핵연료·태양열·광·풍력 등 여러분야에서 기술개발과 기술축적을 가져오게 한 것도 사실이다.
대체에너지에서 대형에너지공급원은 역시 핵연료지만, 소량에너지원을 위한 태양전지 또한 응용면에서 그 가치를 인정받고 있다.
태양은 지구의 에너지 공급원으로 반사형 거울을 써서 태양열을 모아하는 발전법은 프랑스를 비롯한 몇개 국가에서 실험된 바있다. 그러나 거울이 차지하는 면적이 넓어 사막지대 이외에서는 충분한 경제성을 갖기가 어렵다. 그래서 생각해낸 것이 태양광을 직접 전기로 바꿔 사용해보자는 태양광전지의 개발이다.
반도체중에는 PN접합반도체라는 것이 있어 여기에는 광을 쐬게 되면 전기를 만들어내는 성질을 갖는다. 그러나 이 반도체는 실리콘 단결정이어서 단결정을 만들기까지의 과정 즉 에너지가 너무 많이 들어 생산단가가 높아지는 흠이 있다.
81년말을 기준으로 볼때 PN반도체는 전력 1W를 얻을때 대략 9천∼1만5천원의 값이 들어 3㎾정도인 가정용 전력을 공급하려면 약3천여만원이 먹혔다.
이같은 단점을 해소하기위해 고안된 것이 아몰퍼스(비정질)실리콘 태양전지다.
단결정실리콘은 섭씨 1천∼1천5도의 전기로에서 가공해야만 하지만 아몰퍼스실리콘은 섭씨 3백도에서 가공이 가능하므로 에너지 소모가 적어 생산단가를 40분의1로 줄일수가 있다.더 나아가 대량생산이 가능해지면 단결정에 비해 1백분의 1이하로 떨어뜨릴수 있다.
그러나 아물퍼스 실리콘은 단결정에 비해 광전변환율이 아직은 뒤져있다. PN반도체의 광전변환율이 10∼l5%인데 비해 아물퍼스는 아직 5.6∼7.9%에 머무르고 있다.
일본의 산요(삼양) 전기중앙연구소가 예측하기로는 85년까지 아몰퍼스실리콘의 광전변환율이 10%로 높아져 W당 생산가가 6백∼9백원이 되며 88년에는 2백∼3백원, 90년에는 1백∼1백50원이 될 것으로 보고 있다.
그때쯤 가서는 한가정에서 3㎾의 전력용량을 준비한다고 볼때 40만∼1백만원의 경비만 들이면 24시간 자체적으로 전기문제를 해결할 수 있다는 계산이 나온다.
우리나라의 현재 전력요금으로 계산하면 월 2㎾×5시간×30일=3백㎾, 즉 3만8천2백원이 되므로 이론상 10∼20개월이면 구입비를 뺄수 있다는 계산이 나온다.
태양전지는 단결정힘은 미국이 앞서있고 아물퍼스형은 일본이 앞서있다. 미국은 알코 솔라사가 연산 3천㎾의 태양전지를 생산하고 있으며 솔라렉스사, 솔라파워사 등 몇개사가 연산 6천㎾의 태양전지를 생산해 내고있다.
일본의 경우는 산요전기가 아몰퍼스형으로 연산 l천㎾의 전지를 생산중이며 금년에는 시설을 배가시켜 2천㎾를 생산하게 된다. 저팬솔라 에너지사는 연산 8백㎾를 출하하고 있으며 연산 7백㎾를 생산하는 후지(궁사)전기도 금년중에 2천㎾로 생산시설을 늘릴 계획으로 있다.
그밖에도 반도체형 태양전지만 연산 1천2백㎾를 생산하던 샤프사가 금년초부터 아물퍼스형을 1천5백㎾씩 생산할 계획으로 있다.
어쨌든 태양전지는 당장은 전자계산기를 비롯 휴대용TV 등 전력소모가 적운 가전제품에서 그 진가를 발휘할 것으로 보인다. <최정민기자>