일본산업뉴스요약

전구 1개의 빛으로 발전(發電)이 가능
도레이의 태양전지, IoT 전원으로 활용

도레이는 약간 어두운 환경에서도 발전이 가능한 유기박막 태양전지의 샘플 출하를 곧 시작한다. 도레이는 최근 오쓰(大津)시의 거점에 수억 엔을 투입해 실험적인 제조 설비를 정비했다. 실내를 백열 전구 1개로 밝히는 정도에 해당하는 100 럭스(lx) 이하의 조명으로도 발전할 수 있는 것으로, ‘IoT’센서의 전원으로의 활용이 기대되고 있다. 2019년의 본격적인 판매를 목표로 하고 있다.

-- 반도체 고분자 응용 --
도레이가 개발한 유기박막 태양전지는 유기EL 등에 사용되는 ‘반도체 고분자’를 태양전지용으로 응용한 것이다. 고분자는 빛이 닿으면 전자를 방출하는 등의 특성을 가지고 있다. 개발된 태양전지는 이 고분자를 평면화 해 약 0.3마이크로미터의 층으로 쌓고 전극의 사이에 둔 구조이다.

현재 보급되고 있는 실리콘제의 태양광발전 패널은 3만~10만lx의 직사광선으로 발전한다. 한편, 도레이의 유기박막 태양전지는 볕이 잘 들지 않는 야외나 건물 안에서도 가동될 수 있다. 100lx 이하의 경우에도 발전이 가능해 1000lx로는 1평방미터의 패널로 50마이크로와트를 발전한다.

2016~2017년에 시가(滋賀)사업소(오쓰 시)에서 시행된 실험에서는 실내 외에서 실제로 사람 감지 센서와 조명 센서를 설치. 사람들의 이동 및 일몰을 감지해 조명을 켜는 등의 동작을 확인할 수 있었다.

계산기와 손목시계의 전원으로 보급하는 ‘비정질 실리콘(Amorphous Silicon)’제 태양전지와의 성능 비교 실험에서는 1,000~10,000lx의 경우 1.4~1.8배의 발전 양을 확보할 수 있었다. 내구성에서도 1,500시간 연속해 빛을 받았을 때 비정질 실리콘은 20%정도 발전 양이 떨어진 반면, 유기박막 태양전지는 발전 양을 그대로 유지했다고 한다.

실용성이 확인되었다고 판단한 도레이는 시가사무소 내의 기존 클린룸(청정실)을 활용해 월 생산 백~천 장의 패널을 제조할 수 있는 시험 설비를 설치했다. 샘플은 12cm 이하의 크기의 경우 제조가 가능하다. 우선은 센서 및 통신장치 제조회사를 대상으로 샘플을 무상으로 제공, 제품화에 대한 수요를 모색할 방침이다.

현재의 IoT센서의 전원은 건전지가 주류이다. “1, 2년 간의 비용을 비교하면 값싼 건전지를 이길 수는 없지만, 배터리 교체가 필요 없기 때문에 5~10년 단위로 센서를 사용하는 곳에서는 수요가 있을 것이다”라고 개발을 담당한 와타나베(渡辺) 프로젝트 리더는 말한다.

도레이는 2019년을 최종 연도로 하는 중기 경영 계획에서 2020년대의 신규 사업 육성 계획을 밝혔다. 현재 닛가쿠(日覚) 사장을 리더로 10개 이상의 프로젝트가 추진되고 있어 이번 유기박막 태양전지도 그 일환이다. 도레이는 IoT용 태양전지를 매출 백 억엔 규모의 사업으로 육성해나갈 계획이다.

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