화석연료만큼 싼 태양전지 나왔다

머니투데이

류준영 기자

균일하고 치밀한 무유기 하이브리드 페로브스카이트 박막 제조 공정도

한국화학연구원 석상일 박사 연구팀이 세계 최고 효율(17.9%)의 '무·유기 하이브리드 페로브스카이트 태양전지' 제조 공정 기술을 개발했다.

석상일 박사/사진=화학硏

이는 값싼 무기물과 유기물을 결합한 페로브스카이트(부도체·반도체·초전도 성질을 가진 물질) 결정 구조를 가지면서 화학적으로도 쉽게 합성되는 소재를 이용해 만들 수 있다. 따라서 기존 실리콘 태양전지에 필적한 고효율성을 지니며, 무엇보다 저렴한 화학소재와 손쉬운 공정으로 기존보다 값싸게 만들 수 있다는 특징을 갖고 있다.

석 박사는 "기존 태양전지에 비해 3분의 1 이하 가격으로 제조가 가능한 기술"이라고 설명했다.

연구팀은 이번 제조 공정이 실용화 될 경우 현재 사용하고 있는 화석연료와 가격 경쟁이 가능할 것으로 전망했다.

현재 상용화된 실리콘 태양전지는 20% 가량의 효율을 갖지만, 고난도의 제조 공정에 따른 높은 가격 때문에 화석연료로 생산된 전기와 경쟁하기에는 한계가 있었다.

그 대안으로 다른 소재를 사용한 태양전지에 대한 연구가 진행돼 왔으며, 무·유기 하이브리드 페로브스카이트 태양전지는 2012년부터 본격적으로 연구됐다.

연구팀은 지난해 5월 무·유기 하이브리드 페로브스카이트 태양전지 플랫폼 기술을 개발했으며, 이번 연구는 그 연장선상에서 무·유기 하이브리드 페로브스카이트 태양전지에서 균일한 '박막'을 제조하기 위해 진행됐다.

연구팀은 "균일한 페로브스카이트 박막을 기판에 입힘으로써 세계 최고 효율을 가진 무·유기물 하이브리드 페로브스카이트 태양전지를 제조했다"고 설명했다.

연구팀이 수행한 연구결과는 태양전지의 효율을 공식적으로 공인하는 미국 재생에너지연구소의 태양에너지 효율 기록지에 세계 최고 효율로 연속 등재(2013년 16.2%, 2014년 17.9%)됐다.

이번 연구성과는 국제과학학술지인 네이처머티리얼즈 이달 6일자 온라인판에 게재됐다.