오늘날 연결된 전자 장치에는 지속적인 전력이 필요하며, 이는 일회용 또는 충전식 배터리에서 나오는 경우가 많다. 그리고 태양광 발전은 오랫동안 계산기나 장난감과 같은 특정 저전력 전자 제품의 선택 사항이었다. 이제 혁신적인 실내 태양전지 기술이 모든 광원을 전력으로 전환하여 지속 가능하고 배터리가 필요 없는 연결된 장치의 새로운 시대를 열었다.

일상 전자제품용 저조도 실내 태양전지 기술 기업 앰비언트 포토닉스(Ambient Photonics)는 CES 2024에서 일부 최저 조명 조건에서 다른 실내 태양광 솔루션보다 최대 3배 더 많은 전력의 획기적인 염료 감응형 태양전지(DSSC)를 선보일 예정이다.

이 태양전지로 구동되는 전자 장치는 어떤 실내 조명에서도 계속 작동할 수 있고, 무겁고 두껍고 소모적인 기존의 배터리를 교체할 수 있어 제조업체는 탄소 영향을 최소화하면서 더 세련된 제품을 만들 수 있다.

비현실적으로 밝은 조건이 필요한 다른 고가의 태양광 기술과 달리 앰비언트 포토닉스의 태양전지는 실제 저조도 응용 분야에 맞게 제작되었다. 혁신적인 새로운 분자와 제조 공정을 사용하여 실내외 주변광을 활용하고 무한한 전원을 생성한다.

기존 솔루션보다 3배 더 나은 집광 효율성을 보여주어 단일 앰비언트 포토닉스 DSSC가 일반적으로 생산하는 데 훨씬 더 큰 실내 태양광 셀이 필요한 전력을 생산할 수 있음을 의미한다.

베이츠 마샬(Bates Marshall) 앰비언트 포토닉스의 공동 창립자 겸 CEO는 "전력은 메타 리소스이다. 전자 제조업체가 연결된 장치의 유비쿼터스 잠재력을 최대한 발휘할 수 있도록 하는 열쇠이다."라며, "주변광 전력은 수십억 개의 배터리를 매립하지 않고 기업이 탄소 배출을 최소화할 수 있도록 해 효율적이고 지속 가능한 방식으로 이를 수행하는 열쇠이다."고 말했다.

양면에서 전력을 수확하는 태양전지

앰비언트 포토닉스는 최첨단 장치 설계에서 더 많은 전력을 생산할 수 있는 회사 최초의 양면 태양전지의 능력을 보여준다. 태양전지의 뒷면과 앞면에서 동시에 빛 에너지를 수집할 수 있다. 예를 들어, 리모콘으로 설계된 양면 셀이 있는 앰비언트 포토닉스 구동 장치는 커피 테이블 위에 앞면이 위로 또는 아래로 놓여져 있는지 여부에 관계없이 자체적으로 전원을 공급할 수 있다.

마샬은 "우리의 양면 태양전지 기술은 모든 종류의 장치에 대한 판도를 바꾸는 것이다."라며, "우리는 주변의 빛에서 스스로를 더 효과적으로 작동시킬 뿐만 아니라 다양한 유연한 방식으로 설계되고 장착될 수 있고 모양이나 방향에 관계없이 수행할 수 있는 전자 선반 라벨, 건물 센서 등을 포함한 많은 연결된 장치들을 상상할 수 있다."고 말했다.

더욱이 빛 전력은 양면에서 수확할 수 있기 때문에 앰비언트 포토닉스 저조도 실내 양면 태양전지 기술을 포함하는 장치는 더 많은 에너지를 생산하여 셀 효율성을 높이고 더욱 강력한 전자 장치를 구현할 수 있다. 이 양면 태양전지의 앞면은 앰비언트 셀 전력의 100%를 전달하는 반면, 뒷면은 앞면과 같은 에너지의 최소 50%를 전달한다.

제조업체, 앰비언트 포토닉스의 가능성 수용

이미 선도적인 전자 제조업체에서는 앰비언트 포토닉스 태양전지를 자사 제품에 통합하기 시작했다. 유니버설 일렉트로닉스(Universal Electronics)는 리모컨 및 기타 연결된 스마트 홈 장치 제조업체이다. UEI의 새로운 ETERNA 원격 제어 플랫폼은 앰비언트 포토닉스 태양전지를 특징으로 한다.

입력 장치 및 기타 개인용 컴퓨팅 제품 개발자인 치코니(Chicony)는 최근 앰비언트 포토닉스와 제휴하여 새로운 지속 가능한 무선 키보드를 구동했다.

전자종이 기술의 선두주자 이잉크(E Ink)는 앰비언트 포토닉스와 협력하여 소매업체가 쇼핑 경험을 개선할 수 있도록 설계된 차세대 전자 선반 라벨에 태양전지를 통합하고 있다.

마샬은 "우리는 이미 장치 제조업체에 셀을 배송하고 있으며 곧 모든 사람이 배터리가 없는 전자 제품의 이점을 누릴 수 있게 될 것이다."고 말했다.

대량 생산되는 태양전지

지난 해 가을, 앰비언트 포토닉스는 캘리포니아주 스콧 밸리에 위치한 새로운 최첨단 4만 3000평방피트 규모의 Fab 1 제조 시설에서 실내 저조도 셀을 최초로 대규모로 출하했다. 앰비언트 셀의 대량 생산은 다양한 스마트 홈 장치에 통합하기 위한 제어 및 감지 기술 분야의 글로벌 리더에게 전달되었다.

마샬은 "우리의 최첨단 기술은 차세대 스마트 홈 장치를 구동하는 동시에 보다 친환경적이고 지속 가능한 미래에 기여하는 데 중요한 역할을 할 것이다."고 말했다.

앰비언트 Fab 1은 세계 최대의 저조도 태양전지 제조 공장 중 하나이자 미국 최초의 공장으로 연간 수천만 개를 생산할 수 있다. 전자 제조업체가 요구하는 거의 모든 크기와 모양의 태양전지를 '찍어 낼 수 있는' 독특한 제조 공정을 통해 처음부터 자동화되고 지속 가능하도록 설계 및 제작되었다. 앰비언트는 증가하는 기술 수요를 충족하기 위해 2025년에 미국에 두 번째 스마트 제조 시설 착공을 계획하고 있다.

마샬은 "앰비언트는 미국이 획기적인 기후 기술 뿐만 아니라 차세대 스마트 제조 분야에서도 선도할 수 있다는 것을 매일 보여주고 있다."라며, "우리는 혁신적이고 지속 가능한 전력 대안을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 세계 최대 규모 전자 제조업체의 용량 및 가격대 요구 사항을 충족하는 저배출 지능형 생산 방법론을 제공할 수 있다."고 자신했다.