화학뉴스

국내 연구진이 중견기업과 공동으로 개발한 페로브스카이트(Perovskite) 태양전지 대면적 셀이 세계 최고효율을 달성했다.
한국화학연구원과 반도체 장비 생산기업 유니테스트가 공동으로 개발한 페로브스카이트 태양전지 대면적 셀(200평방센티미터 이상) 효율이 중국이 보유하던 세계 최고 기록(19.2%)을 뛰어넘어 20.6%를 기록했다.
5월7일 독일의 국제 공인 인증기관인 프라운호퍼(Fraunhofer)로부터 세계 최고효율 인증을 받았으며 미국재생에너지연구소(NREL)의 태양전지 최고효율 차트에도 등재될 예정이다.
페로브스카이트는 부도체·반도체·도체의 성질은 물론 초전도 현상까지 갖는 산화물이며, 페로브스카이트를 광 흡수층으로 사용하는 태양전지는 기존 실리콘(Silicone) 태양전지보다 효율이 높고 저렴하게 대량생산이 가능해 차세대 태양전지로 주목받고 있다.
한국·중국·중동이 상용화를 위해 기술 경쟁을 벌이고 있지만 그동안 효율이 20%를 넘는 기술은 없었다.
효율을 높이려면 코팅 균일화, 레이저 공정 최적화 과정이 필수적이나 대면적 소자의 다양한 요소를 최적화하는 것이 쉽지 않기 때문이다.
한국화학연구원은 소재 합성 최적화, 코팅 균일화, 레이저 파워 최적화 공정을 통해 20.6%의 국제 공인 인증 획득에 성공했다.
최근 활발히 연구가 진행되고 있는 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지(서로 다른 2종 이상의 태양전지를 겹쳐 만든 전지) 공정에도 적용할 수 있으며 연구팀은 개발한 대면적 셀을 기반으로 실내·창호용 태양광제품, 기능성 응용제품을 개발할 계획이다.
유니테스트는 기존 유리 창호형 페로브스카이트 태양전지 사업화와 함께 국내 자동차기업과 공동 개발한 반투명 페로브스카이트 태양전지를 파노라믹 솔라루프(자동차 지붕창)에 장착하는 사업을 추진한다.
이를 위해 실내용 페로브스카이트 태양전지 생산설비를 건설하고 있으며 일부제품은 2024년 시장 출시가 가능할 것으로 전망된다.
이영국 한국화학연구원 원장은 “페로브스카이트 대면적 셀의 세계 최고효율을 달성해 상용화의 기술적 관문 중 중요한 하나를 해결했다”며 “태양전지 상용화에 기여하는 산·연 협력모델이 될 것”이라고 강조했다. (강)