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파리의 눈의 원리를 이용한 태양 전지판
[출처 : http://www.newscientist.com/ns/19990417/news.html : 1999년 04월 17일]
연구자들은 4천 5백만 년 전에 살았던 파리 눈의 모양이 태양 전지 패널의 성능을 향상시킬 수 있을 것이라는 것을 알아냈다. 파리 눈의 표면에서 발견되는 굴곡 패턴은 반사를 줄일 수 있어서 많이 기울어진 각도로 들어오는 빛까지도 잡아둘 수 있다. 이것은 시드니에 있는 오스트레일리아 박물관의 동물학자 Andrew Parker의 생각이다. 그는 폴랜드의 Warsaw에 있는 지구 박물관(Museum of the Earth)을 방문하던 중 에오세에 만들어진 호박 속에 보존된 파리에 대한 몇 장의 전자현미경 사진에 주목했다. 그는 파리의 겹눈(compound eye)을 구성하고 있는 오마티디아(ommatidia)의 표면에서 145나노미터의 높이를 갖고 240나노미터 만큼 떨어져 있는 일련의 평행한 줄기로 구성된 격자를 주목했다.
Parker는 파리의 눈이 수직 방향에서 72도에 이르는 각도로 도달하는 빛까지 잡아 낼 수 있다는 것에 놀랐다. 이러한 줄기들 사이의 거리는 대략 빛의 파장을 반으로 나눈 값이었다. 이러한 구조는 반사되는 빛의 양을 엄청나게 줄일 수 있다. Parker는 이러한 줄기들 덕분에 파리들이 밤에도 잘 볼 수 있을 것이라고 믿고 있다. 포토닉스 전문가 Roy Sambles가 이끌고 있는 Exeter 대학교의 연구자들은 감광 필름에 이와 같은 패턴을 새겨 넣는 방법으로 Parker의 예측을 확인했다. 그들은 다양한 각도에서 파장이 다른 레이저 빔을 물질에 쪼여준 뒤에 반사되는 빛의 양을 측정했다. Parker는 "이것은 모든 각도 범위에 대해서 매우 훌륭하게 반사를 억제하는 구조물이라는 것이 증명되었다."고 말한다.
시드니의 University of Technology에 있는 재료 과학자 Geoff Smith와 그의 동료들은 이러한 결과를 이용해서 파리눈 패턴이 평범한 날 태양 전지 패널이 생성할 수 있는 에너지를 10%까지 증가시킬 수 있다는 사실을 알아냈다. Smith는 "이러한 패턴을 사용하면 태양이 거의 지평선에 다다랐을 때도 태양전지가 대낮에 생산하는 에너지와 거의 비슷한 에너지를 생산할 수 있다."고 말한다. 이것은 태양이 하늘을 가로질러 움직임에 따라 태양 전지 패널을 태양 방향으로 유지시키는 추적 시스템을 설치해야 하는 비용과 번거로움을 제거할 수 있다. 앞으로 몇 달 이내에 시드니의 New South Wales 대학교에 있는 광발전 연구 그룹의 Patrick Campbell은 태양전지 패널 유리에 멸종된 파리눈의 패턴을 새겨 넣을 것이다.
독일의 Freiburg에 있는 프라운호퍼 태양에너지 연구소(Fraunhofer Institute for Solar Energy)의 과학자들은 이와는 별개로 비슷한 패턴이 새겨진 필름을 가지고 연구해 왔다. 그들은 이러한 필름은 3% 정도 더 많은 에너지를 흡수할 수 있었다고 보고했다. - (chahn)
