기존의 태양에너지를 이용한 발전은 대부분 실리콘(silicon) 광전소자를 이용하고 

있다. 최근 개발된 기술로 화학 증착법(chemical vapor deposition)을 이용한 박막 

광전소자는 실리콘 소자가 갖고 있는 에너지 전환 효율성 한계를 극복할 수 있는 기

술로 각광받고 있다. 

기존의 실리콘 소재를 이용한 광전소자 개발은 대량 생산이 용이하며 가격 경쟁력

이 있기 때문에 지속적인 개발이 이루어지고 있다. 미국 NASA 소속 John H. Glenn

연구소는 탄소나노튜브를 이용해 기존 광전소자의 투명박막층을 대체함으로써 전

기 전도도를 증가시킬 수 있는 기술을 개발했다.

현재 광전소자에 사용되고 있는 투명박막증은 태양광선을 효과적으로 흡수해서 광

자를 전자로 전환하기 위해서 indium tin Oxide, Zinc oxide또는 cadmium sulfide

를 사용해서 제작되고 있다. 탄소나노 튜브층은 기존의 반투과층과 마찬가지로 여기

된 전자를 흡수하는 데 다음과 같은 장점을 기대할 수 있다.

1. 기존의 반투명 층보다 우수한 전기 전도도를 갖고 있다. 특히 평면 방양의 전기 전

도도는 기존의 전도층보다 훨씬 우수하다.

2. 우수한 전기 전도도 특성으로 인해 기존의 반투명층이 필요없기 때문에 광전소자

의 전체적인 두께가 감소될 수 있다.

3. 금속 전극간의 거리가 기존 전도체를 이용한 경우보다 멀어질 수 있다. 우수한 전

기 전도도는 전류량을 증가 시키기 때문에 금속 단자감의 거리가 멀어질 수 있다. 이

로 인해 금속단자 뒷면에 그늘진 부위가 적어지므로 보다 많은 양의 태양광선에 광

전소자가 노출된다. 

광전소자의 새로운 전도체 층으로 사용될 탄소 나노튜브는 그 지름이 약 수십 nm이

며 길이는 50~100nm사이의 크기로 제작된다. 전기 전도도를 증가 시키기 위해서 탄

소나노튜브를 최종 생산품이 가격 경쟁력이 없는 단점이 있다. 탄소 나노튜브는 원

문의 그림에 보이는 것과 같이 전면의 유리판으로 부터 양방향으로 만들어질 수 있

다. 두 가지 경우 모두 탄소 나노튜브는 기저판에 Van der Waals 힘으로 인해 고정

되어 있다. 

긍극적인 새로운 소자의 개발 목적은 에너지 전환효율을 60% 이상으로 증가시킬 수 

있는 획기적인 기술의 발견이지만, 시간이 흐를수록 어려움이 더해가기 때문에 한편

으로는 기본소자의 개발 보다는 탄소나노튜브 등 새로운 소자와 접목시킨 변종소자

의 연구가 진행되고 있다. 

  정보출처   www.nasatech.com  

  원문언어   영어 

  출판날짜   2005년 07월 30일 

  국      가   미국 

  주제분야   기계공학일반(Q10) 

  원본파일   http://techtrend.kisti.re.kr/down.jsp?

gubun=trend&down_url=/upload/jpakphd99/Carbon.doc