차세대 태양전지 최고 효율 달성…상용화 가능성 제시

[앵커]

현재 상용화된 실리콘 태양전지를 대체할 차세대 태양전지의 소재로 '페로브스카이트'라는 구조의 물질이 손꼽히는데요.

한국화학연구원이 상용화의 걸림돌이었던 효율을 획기적으로 높여 세계 과학계의 주목을 받고 있습니다.

양민오 기자가 보도합니다.

[리포트]

부도체와 반도체, 도체의 성질에 초전도 현상까지 보이는 특별한 구조의 물질 페로브스카이트.

실리콘 태양전지보다 저렴한 비용으로 손쉽게 제조할 수 있어 차세대 태양전지의 소재로 주목을 받고 있습니다.

하지만 빛을 전기로 바꿔주는 효율이 낮은 게 발목을 잡아왔는데, 한국화학연구원이 이를 극복할 수 있는 핵심 소재 기술을 개발했습니다.

화학연구원이 개발한 태양전지는 0.1㎠에서 효율이 25.2%를 기록했고, 특히 1㎠ 소자에서도 세계 최고 효율인 23%를 달성해, 상용화에 필수조건인 대면적화의 가능성을 보여줬습니다.

[신성식/한국화학연구원 화학소재연구본부 선임연구원 : "저온 공정일 경우 효율이 많이 낮았습니다. 그런데 저희는 100도 이하의 저온 공정으로도 세계 최고 효율을 달성할 수 있다는 것을 최초로 증명한 연구입니다."]

새로 개발한 화학용액증착법으로 전자 이동이 보다 원활한 전자 수송층을 제작해 효율을 높였습니다.

전자수송층에 사용되는 주석산화물의 결함이 강한 산성 환경에서는 감소하는 점에 착안했습니다.

페로브스카이트 층에 투입하는 소재의 적정 비율을 찾아내 빛을 더 많이 흡수하도록 합성한 것도 한몫을 했습니다.

[서장원/한국화학연구원 에너지융합소재연구단장 : "고효율화 기술은 앞으로 상용화를 위해 대면적이나 안정성을 확보하는 기술과 함께 활용될 수 있을 것 같습니다."]

이 연구 성과는 권위 있는 과학 저널인 '네이처'의 표지논문으로 선정됐습니다.

KBS 뉴스 양민오입니다.

촬영기자:오종훈