소프트피브이, 공 모양의 3차원 초소형 태양 전지 개발

- 구슬형태 태양전지로 발전량 50% 높여
- 대량생산 길 열어, 마이크로 그리드 시대 활용 기대

소프트셀과 소프트폼을 결합해 제품화한 ‘소프트굿즈’(자료제공: 소프트피브이)

경기 성남의 태양 전지 전문기업 ㈜소프트피브이(대표이사 안현우)는 실리콘 알갱이로 만든 구슬형 태양 전지 ‘소프트셀’ 개발로 발전량을 50% 증대시켰다.
  소프트셀은 지름 1㎜ 크기 구(球) 모양 실리콘으로 만든 3차원 구조의 태양 전지다. 시간, 계절 및 위치에 따라 태양광의 입사각이 달라져도 균일한 전력 생산이 가능한 게 특징이다. 소프트셀 여러 개를 두 개 층으로 쌓는 방식으로 단위 면적당 전력 생산량을 크게 늘릴 수도 있다.
  이 제품의 핵심 기술은 전극을 모두 실리콘 구슬 아래쪽에 부착한 것이다. 기존 평면 태양광 패널은 앞면과 뒷면에 각각 양극과 음극을 부착한다. 전극이 그늘을 만들면서 태양광 흡수를 막아 발전 효율을 떨어뜨리는 단점이 있다. 소프트셀은 3차원 구 대부분 면적에서 태양광을 흡수할 수 있다. 실리콘 구와 회로기판이 접하는 면으로 전극 두 개를 모두 배치했기 때문에 평면 태양광 모듈에 비해 발전량이 50% 이상 많다.
  소프트피브이는 구슬형 실리콘 태양 전지 관련 원천특허 2건을 포함해 국내외 특허 12건 등 지식재산권 18개를 보유하고 있다. 올해 1월 라스베이거스에서 열린 ‘CES 2021’에서 지속가능성 및 친환경 디자인·스마트 에너지 제품 분야에서 혁신상을 받았다. 올 3월에는 ‘제7회 대한민국 산업대상’ 시상식에서 ‘자가발전 전자소자’ 부문 ‘기술혁신상’을 수상한 만큼 세계적으로 기술력을 인정받았다.

안현우 대표가 대한민국산업 대상식에서 ‘기술혁신상’을 수상하고 기념촬영을 하고 있다.(자료제공: 소프트피브이)

  글로벌 기업들이 앞서 시도한 구슬형 태양 전지는 기상 변화에 대한 안정성 검증이 미흡했던 데다 제조 단가마저 높아 양산까지 이어지지 못했다. 소프트피브이는 딱딱한 인쇄회로기판(PCB) 대신 투명하고 유연한 필름에 전자회로를 인쇄한 ‘소프트폼’을 사용해 제조 단가를 낮췄다. 소프트폼 위에 소프트셀과 연결 단자를 빠르게 납땜하는 표면 실장(SMD) 공정으로 대량생산을 가능하게 했다
  소프트셀과 소프트폼을 결합해 제품화한 것이 ‘소프트굿즈’다. 마이크로 배터리, LED(발광다이오드), 센서, 블루투스 장치 등을 탑재해 자가발전과 실시간 사물인터넷(IoT)이 가능하다. 일반 조명에서 작동하기 때문에 실내에서도 제품을 쓸 수 있다. 안현우 소프트피브이 대표는 “소프트굿즈에서 얻어진 다양한 데이터를 기업 서버로 전송해 빅데이터를 구축하고 인공지능(AI)이 이를 학습하는 센서 네트워크를 실현할 수 있다”고 설명했다.
  소프트피브이는 응용제품 개발에 주력하고 있다. 낮에는 건물에 전력을 공급하고, 해가 지면 미디어 파사드로 변신하는 지능형 창문 등 건물 일체형 스마트 태양광 모듈(BIPV)이 대표적이다. 건물마다 창문 위치별로 제각각인 전력 생산량을 모니터링하는 빅데이터 수집용 BIPV 제품도 개발 중이다. 내년에 열릴 ‘CES 2022’에선 인공 나뭇잎에 소프트셀을 결합해 단위 면적당 전력 생산량을 100배 이상 늘린 태양광 나무를 선보일 예정이다.

안현우 소프트피브이 대표(왼쪽)와 양경국 하우스머치 대표가 6월 4일 지능형 창호개발을 위한 MOU 체결식에서 협약서를 들고 기념 촬영을 하고 있다.(자료제공: 소프트피브이)

  소프트피브이는 최근 창호 전문회사 하우스머치와 지능형 창호개발을 위한 업무협약을 체결했다. 양사는 이번 업무협약을 통해 앞으로도 국내리모델링 시장에서 제품개발에 대한 아이디어와 필드테스트를 함께 진행하기로 합의했다. 아울러 사업화에 각 사가 보유한 역량을 결합, 새로운 시너지 창출을 위해 긴밀히 협력하겠다고 밝혔다. 당일 시공 서비스와 숨쉬는 창호로 잘 알려진 리모델링 기업 하우스머치는 소프트피브이의 스트립타입 모듈인 소프트굿즈와 전기변색유리를 공급받아 창호로 제작할 계획이다. 이를 통해 국내 하이엔드시장 진출을 목표로 하고 있다고 회사 측은 설명했다.
안 대표는 “향후 2~3년 내로 국내외 투자 유치를 거쳐 대량 생산라인을 구축할 예정”이라며 “구슬형 실리콘 태양 전지의 궁극적 목표는 완전한 에너지 독립과 완벽한 디지털 전환”이라고 강조했다.