[갑자기 실리콘] 친환경 에너지·건축시장 이끄는 실리콘

태양의 빛을 활용해 전기를 생산하는 친환경 에너지, 태양광 발전을 위해서는 빛 에너지를 전기 에너지로 바꿔 전류를 만드는 태양전지가 필요하다. 인류의 삶을 획기적으로 변화시킨 태양광 발전이 오늘날의 모습을 갖추기까지는 적지 않은 세월이 걸렸다.
빛이 전기를 생성하는 현상을 맨 처음 포착한 사람은 프랑스의 젊은 물리학자였다. 1839년, 당시 19살이었던 에드몽 베크렐은 특정 물질을 태양광에 노출하면 전류가 생성된다는 ‘광기전력효과’를 최초로 발견했고, 산성 용액에 넣은 염화은을 백금 전극에 연결해 최초의 태양전지를 만들었다. 그로부터 30여 년 뒤, 프랑스 수학자 오귀스탱 무쇼가 태양열을 이용한 증기 엔진을 개발해 특허를 등록했다. 1883년에는 미국 발명가 찰스 프리츠가 비금속물질 셀레늄이 광전도성을 띤다는 사실을 알고 이를 태양전지에 접목해 뉴욕시 건물 옥상에 설치했다. 오늘날의 시스템과 흡사한 최초의 태양전지였지만, 이 기술이 상용화되기 위해서는 ‘변환 효율’이라는 벽을 넘어야 했다. 셀레늄 태양전지의 발전이 극히 낮자, 엔지니어들은 실리콘이라는 신소재에 주목했다. 1954년 미국 벨연구소가 실리콘의 물성에 주목하면서 태양전지 기술은 도약의 계기를 맞이했다. 벨연구소가 개발한 실리콘 태양전지는 종전 1% 남짓했던 변환 효율을 4.5~6% 수준까지 끌어올렸다.