태양에너지를 이용하는 제품들을 쉽게 경험할 수 있는 것은 최근이지만, 그 출발을 찾으면 중세 시대까지 거슬러 올라간다. 1615년 살로몬 드 카우스가 발명한 태양광 기계는 오직 물체를 따뜻하게 데우는 곳에만 사용되었다.
그림1에서 보듯이, 햇빛이 돋보기형 렌즈를 통해 물이 가득 찬 폐쇄된 통을 비추면 통 안의 공기가 팽창하여 분수를 작동시키게 된다. 밤이 되면 공기의 냉각으로 물은 통에 다시 모여들게 된다.
프랑스인 과학자 알레산더 에드몽 베끄렐은 약 160년전에 물리학적 효과로 태양전지의 기초를 만들었다. 존 헨리가 자연 방사능을 발견했을 당시(1896년) 겨우 19살이었던 베크렐은 원시적인 전지실험에서 전극 사이에 높은 전류가 흐르고 빛이 만들어지는 것을 발견했다. 베크렐이 물리학자로서 다른 일에 명성을 얻고 있을 때, 탁월한 전기연구가인 알레산드로 볼타(Volt)가 학문적인 자료에 그의 이름을 올리게 된다. 이러한 태양광 효과는 수십 년 동안 호기심의 대상으로만 관심을 받으며 뒷전에 머물러 있었다. 빛의 효과를 이해하기 위한 방법적이고 이론적인 수단이 완전히 결여되었기 때문에 현실화되지 못한 것이다. 베끄렐에 의해 발견된 현상이 이론적으로 이해되지는 않았지만 탐구심 많은 인간의 노력 덕택으로 발전은 계속되어 왔다.
1873년, 영국의 엔지니어 윌로비 스미스는 원소 ‘셀렌’이 빛을 내면서 전기적 저항을 변화시킨다는 것을 알았다. 이것이 지금의 태양전지 발견을 이끌게 한 계기가 되었다. 계속해서 새로운 물질의 발견과 프로세스 기술의 발전으로 전지의 효율은 꾸준히 상승하고 있다.
1954년에 물리학자들은 광전효과(Photoeffect : 광전효과로 아인슈타인은 1921년 노벨상을 수여받았다.)에 눈을 돌렸다. 이때 비로소 태양전지가 전기공급자로서 세상의 빛을 보게 되었다. 그 해에 미국에는 3천만 명이 전기를 사용하고 있었고 처음으로 원자력을 이용하는 U-보트가 있었다. 소련은 첫 원자력 발전소를 가동했다.
연구단계에서 실용단계로의 도약은 마침내 우주비행 기술에 실현되었다. 구름 없는 우주 공간에는 항상 햇빛이 있기 때문에 무게가 가벼운 실리콘은 이상적이다. 그래서 1958년 3월 17일 뱅가드 1호-인간이 만든 첫 번째 천체 (VanguardⅠ)-는 수백 개의 실리콘셀이 뱅가드의 배타리를 충전했다. 단지 0.1 와트에 불과했지만 6년 동안이나 성능을 발휘했다. 이것은 인공위성의 수명을 능가하는 것이었다. 오늘날의 인공위성에는 일반적으로 약 4만 개의 솔라셀이 사용되고 있다.
셀 제조기술의 핵심 중의 하나는, 웨이퍼 단계에서 어느 정도 얇게 절단하느냐에 달려 있다. 와이어 커팅으로 거의 45% 이상이 가루로 소모되기 때문이다.
우리나라는 인터넷 속도의 빠르기, 소비재 전자제품의 급속한 보급 등을 내걸고 IT 강국이라는 홍보를 하며 우리나라가 IT분야의 최고선두그룹에 서 있는 것으로 알고 있다. 그러나 원천기술에 대한 장기적이고 안정적인 투자 없이는 전혀 불가능한 일이다. 친환경, 저탄소, 지구온난화방지, 화석연료의 고갈 등으로 네 번째 산업혁명이라고 불리는 태양광 기술개발에 범국민적인 관심이 필요한 시점이다.
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