탄소중립 기조로 전세계 태양광 산업이 크게 성장하는 가운데, 국내 연구진이 페로브스카이트 태양전지 대량생산 핵심 기술을 개발해 국내 기업에 이전했다.
한국화학연구원(원장 이영국)은 셀코스(대표 백우성)와 3일 100억 원 규모 페로브스카이트 태양전지 대량생산 기술 이전 계약 체결식을 가졌다.
이전 기술은 김범수·전남중 화학연 박사팀이 유기발광다이오드(OLED) 양산에 활용되는 건식 진공증착(진공상태에서 열을 가한 후 증발시켜 박막을 제작하는 방법) 기술을 활용, 고품질의 페로브스카이트 박막을 제작하는 것이다.
이 기술을 OLED 진공증착 장비 전문기업 셀코스의 우수 역량에 접목, 페로브스카이트 태양전지 대량생산에 박차를 가할 예정이다.
3세대 박막 태양전지 중 페로브스카이트 태양전지는 효율이 가장 높아, 선도적인 차세대 태양광 소재로 주목받는다.
페로브스카이트 태양전지 제작 공정 98% 이상이 습식용액 방식 공정인데, 대면적화, 재현성, 공정 안정성 등을 위한 추가 연구가 필요하다. 이에 '건식 진공증착' 기술이 주목받는다.
다만 건식 진공증착 공정 기술도 소재가 불안정하고 박막 생성 과정이 복잡해 공정 정확도를 제대로 확보하지 못했다.
연구팀은 페로브스카이트 소재가 박막화되는 특성을 기본 원리부터 분석해, 매우 복잡한 박막화 과정을 정확한 비율로 미세 조절해 고효율 태양전지를 안정적으로 생산할 수 있게 했다.
건식증착 공정에서 페로브스카이트 소재 박막화 과정을 정확히 기술하는 수학적 모델을 기반으로 공정제어 방법론과 개선된 건식용 소재 제작 기술을 확보했다. 공정 맞춤형 소재를 개발해 고품질 박막을 제작할 수 있게 했다.
건식 진공증착 기술 특성상, 연구 단계에서 제작된 기술만으로도 박막 크기를 크게 하는 대면적화가 상대적으로 매우 수월하다.
이영국 원장은 “이번 성과는 재생에너지 분야 핵심 소재를 상용화하기 위한 큰 기술적 관문 중 하나를 통과한 것”이라며 “이런 기술이전으로 중소기업에 글로벌 경쟁력을 갖출 수 있는 역량을 심어주고 나아가 국가 에너지 안보에 출연연이 조력하는 좋은 모델이 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
