태양광 가구 프로젝트 (2)-박막형 태양광 필름을 이용한 커튼

태양광으로 발전이 가능한 가구를 만들려면, 태양광 필름의 재질의 기존의 결정형 실리콘보다 가볍고 유연한 재질이이어야 한다. 그렇기 때문에, 결정형 실리콘 보다는 박막형 태양광 전지가 적합하다.

박막형 태양광 필름의 소개

박막형 태양광 전지는 얇은 플라스티이나 유리기판에 막을 입히는 방식으로 제조하는 태양전지로 막의 종류에 따라 비정질 실리콘(a-Si)태양전지, CIGS(갈륨-인듐)태양광 전지 CdTe(카드뮴-텔라이드)로 나누어진다.

Wikipedia을 보면, 박막형 태양광 전지의 점유율은 10% 미만이다. 현재 그 점유율이 빠르게 증가하고는 있지만, 전세계 태양광 시장에서는 아직 점유율이 낮다.

현재 박막형 태양광 전지시장에서 높은 점유율을 보이고 있는 것은 카드뮴-텔라이드이다. 카드뮴-텔라이드의 가장 큰 장점은 제작 방식이 간단하여서, 생산하는데 소요되는 에너지가 매우 적다. 다시 말하면, 태양광 패널을 생산하는데 소요된 에너지를 태양광 모듈이 생산한 에너지로 상쇄하는 energy-payback time이 다른 태양광 모듈에 비해서 월등하다. 또한 효율도 15%정도 로 상당히 높다. 단점은 카드뮴이 인체에 유해한 중금속이어서 이것이 설치된 뒤에 환경적으로 유해한 영향을 끼친다는 점이다. 또한 주 원료중에 하나인 텔륨은 그렇게 풍부한 광석이 아니기 때문에, 향후 대량생산에도 문제가 있을 수 있다.

그 다음은 CIGS(갈륨-인듐)다. CIGS는 효율 면에서 CdTe와 비슷한 효율을 보이고 있다. 약 10–15%정도를 보이고 있다. 하지만, 카드뮴 태양전지보다 훨씬 환경 친화적이다. 하지만 CIGS 또한 현재 대량생산 모델이 확f립되지 않았다.

다음에는 비정질 실리콘 (a-si)이 있다. 비정질 실리콘의 가장 큰 장점은 대량 생산 모델이 확보되어 있다는 점이다. 기존에 결정형 실리콘의 대량 생산 방식이 검증이 되었기 때문에, 비정질 실리콘의 대량 생산은 가능하다. 문제는 효율이 낮다. 7–10%로 이미 25%에 육박하는 결정형 실리콘에 비해서는 낮은 수치다.

박막형 필름을 이용한 태양광 커튼

첫 도전은 태양광 커튼으로 할 것이다. 구글에서 검색을 하면 이미 ‘블라인드 형태의 태양광 발전 시스템 및 블라인드 형태의 태양광 발전 시스템을 이용한 비닐하우스의 발광 및 발열 장치’라는 이름으로 특허까지 등록되어 있다. 오히려 특허가 있기 때문에, 그 특허를 기반으로 모방할 수 있다.

1. 박막형 태양광 필름으로 전류를 생산한다.

2. 생산된 전류를 배터리로 전송시킨다.

3. 생산된 전류와 배터리 충전량을 시리얼 통신을 이용해서 스크린으로 보인다.