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마이크로-플레이트릿 광간섭 안료를 이용한 태양광용 고투과 컬러 유리에 대한 연구
신동윤(Dong-Youn Shin),이진섭(Jin-Seob Lee),신창수(Chang-Soo Shin),성창환(Chang-Hwan Seong) 대한기계학회 2020 大韓機械學會論文集B Vol.44 No.7
인위적인 기후 변화를 유발하는 이산화탄소 배출량을 줄이기 위해 제로에너지 건축이 법제화 되었으나, 종래의 건물 일체형 태양광 모듈은 태양광 발전 효율을 최대화하기 위해 흑색으로만 제작되었기에 심미성을 중요시하는 건축물의 외관에 적용하는데 장애물이 되어왔다. 본 연구에서는 마이크로-플레이트릿 광간섭 안료를 이용한 태양광용 고투과 컬러 유리의 제작에 대해 소개하도록 한다. 광간섭 안료의 함량이 광학 투과율에 미치는 영향을 조사함으로써 색상을 구현하는데 요구되는 광간섭 안료의 최소 함량을 결정하였다. 3wt% 광간섭 안료 함량의 컬러 유리로 태양광 모듈을 제조하고 전기적 특성을 측정하였다. 마이크로-플레이트릿 광간섭 안료의 사용은 진공 증착 다층 박막 적층법으로 색상을 구현하는 방식보다 저렴한 인쇄 공정을 적용할 수 있기 때문에 제조 비용을 절감할 수 있으며, 발전 효율도 기존 태양광 모듈의 76.15%에 이르렀다. The construction of zero-energy buildings will become mandatory to curtail the amount of CO₂ emissions, which lead to anthropogenic climate changes. However, conventional building-integrated photovoltaics are monotonously black in color to ensure high photoconversion efficiency. Hence, this has been a hurdle in aesthetically decorating the skin of a building. In this study, a micro-platelet light-interference pigment is explored for the fabrication of a highly transparent color glass for photovoltaic applications. The impact of pigment concentration on optical transmittance is investigated and the minimum pigment concentration for realizing a vivid color is determined. A photovoltaic module is fabricated using a color glass with a pigment concentration of 3 wt%, and its electrical properties are measured. The use of a micro-platelet light-interference pigment lowers the fabrication cost (by using a printing process) when compared to that of a costly color glass with multi-layered thin films deposited in vacuum. Furthermore, the relative photoconversion efficiency of the proposed method when compared to a conventional photovoltaic module is as high as 76.15 %.