국내 연구진이 차세대 태양전지로 각광받는 페로브스카이트 태양전지 효율을 세계 최초로 20.1%까지 끌어올리는 기술을 개발했다.
석상일 한국화학연구원 박사팀은 ‘화학분자 교환법’이라는 제조 공정을 개발하고, 이를 이용해 태양광을 더 효과적으로 흡수하는 고품질 박막을 만들었다고 21일 밝혔다.
연구팀은 2012년부터 무기물과 유기물을 화학적으로 합성한 태양전지 소재 연구를 진행해 왔다. 지난 1월 광전변환 효율 18.4%와 공식 인증 효율 17.9%를 기록하며 기존 페로브스카이트 태양전지보다 높은 효율을 달성한 성과를 네이처에 발표한 바 있다.
이번에는 지난 성과보다 효율을 더 높이기 위해 새로운 제조 공정을 적용했다. 화학분자 교환법은 서로 다른 화학분자가 순간적으로 교환되는 공정으로, 결함이 적고 결정성이 우수한 화학물질을 제조하는 방법이다. 용액공정을 이용해 대규모로 제작할 수 있는 장점이 있다.
이 공정을 통해 제작한 태양전지는 상용화된 실리콘 태양전지와 비슷한 에너지 변환효율 20.1%를 나타냈으며 미국 재생에너지연구소(NREL)에서 공식 인증 받았다.
석상일 박사는 “미래 신재생 에너지 경쟁에서 선두를 점할 수 있는 원천기술을 국내에서 개발했다는 데 의미가 있다”며 “이번에 개발한 공정 기술은 대규모 연속공정에 쉽게 적용할 수 있어 빠른 상용화가 가능할 것으로 기대된다”고 밝혔다.
연구결과는 세계 최고 권위의 학술지 중 하나인 사이언스(Science) 21일자(현지시각) 익스프레스(Express)판에 게재되며, 향후 온라인판과 저널에도 게재될 예정이다. 익스프레스판은 정식 출판되기 전 미리 알릴 중요한 논문을 에디터가 선정해 온라인으로 출판하는 것이다.
권건호기자 wingh1@etnews.com
