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태양에너지 시스템의 광학부품을 위한 코팅조성

전문가 제언: ○ 화석연료의 고갈로 인한 고유가와 온실가스배출로 인한 지구온난화 등의 문제점들을 해결하기 위한 세계 각국의 대체에너지 개발경쟁이 뜨겁다. 대체에너지로는 태양에너지, 풍력에너지, 바이오메스, 조력에너지 등 다양한 에너지원들이 개발되고 있다. 이들 중 가장 가능성이 높은 것이 태양에너지로 태양전지를 이용한 태양광발전이 상업화단계에 도달하였다. 태양전지는 태양광을 전기로 전환시키는 효율이 10% 정도로 낮은 점과 투자비와 발전단가가 높은 것이 문제점이다.

○ 집광태양전지는 실리콘전지 대신에 게르마늄전지를 사용하여 37%의 효율을 나타내고 있다. 집광태양전지는 태양광을 렌즈 등을 이용하여 집중시키며 주로 사막 등 건조하고 태양광이 강한 지역에 설치된다. 따라서 초점을 맞추는 것이 중요하고 태양의 움직임을 따라 초점을 맞추어주어야 한다. 기존 광전지시스템은 실리콘태양전지를 대량으로 사용하지만 집광태양전지는 고효율 태양전지를 소량 사용한다. 집광태양전지는 초기단계이지만 발전단가를 낮출 수 있어 많은 연구와 함께 빠르게 발전하고 있다.

○ 이 발명은 집광태양전지 등에 사용되는 렌즈, 거울 등의 광학부품에 먼지 등의 오염에 의해 전환효율이 저하되는 것을 방지하기 위한 코팅에 관한 것이다. 광학부품 표면을 고분자표면에 실리콘 나노입자가 부착된 코어-쉘구조의 코팅제로 코팅하고 열처리하여 내 오염성 코팅 막을 조성시키는 방법이다. 이 발명은 향후 태양광발전의 주류를 이룰 수 있는 집광태양발전시스템에 사용될 수 있는 기술로 선점효과가 클 것이다.

○ 국내에서도 집광태양발전시스템에 대한 연구가 활발하며 상당한 성과를 이루고 있다. 그러나 핵심기술인 게르마늄전지, 집광시스템 등은 일부 선진국에 의해 독점되고 있다. 향후 태양광 발전기술을 선점하기 위해서는 핵심기술에 대한 차별화된 기술개발이 이루어져야 할 것이다. 이 발명의 기술을 응용한다면 태양광 발전시스템 외에도 안경, 건축물 유리 등의 내 오염성을 향상시키기 위한 유리코팅제 등에도 적용해 볼 수 있을 것이다.

저자: 3M Innovative Properties Company
자료유형: 특허정보