미국재생에너지연구소(NREL)에서 제공하는 세계 최고 효율 인증 기록 차트. 사진=한국화학연구원 제공
미국재생에너지연구소(NREL)에서 제공하는 세계 최고 효율 인증 기록 차트. 사진=한국화학연구원 제공
한국화학연구원은 12일 페로브스카이트 태양전지 분야에서 세계 최고효율 22.7%를 기록해 미국재생에너지연구소(NREL)의 공식인증을 받았다.

페로브스카이트 태양전지는 부도체·반도체의 성질은 물론 초전도 현상까지 보이는 특별한 구조의 물질이다.

서장원 화학연 박사 연구팀의 이번 기록은 지난해 3월에 얻은 효율 22.1% 기록 이후 약 1년여 만에 갱신한 성과다. 특히 화학연은 지금까지 페로브스카이트 태양전지의 세계 최고 효율을 5번 갱신하면서 연구진의 기술적 우수성을 객관적으로 검증받았다.

`페로브스카이트 태양전지 최고효율(22.7%)`은, 기존 실리콘 태양전지에 버금(25-26%)가며, 기존 박막 태양전지의 CdTe 및 CIGS 태양전지의 최고효율인 22.1%와 22.6%보다 높은 효율에 해당된다.

이전에는 페로브스카이트 소재 조성을 변화시키고 결함을 최소화해 효율을 높여왔다면, 이번에는 태양전지 소자의 전압을 높이기 위한 연구를 통해 태양전지 효율을 향상시켰다.

또 기후변화에 대응해 미래 신산업 창출이 가능한 태양광 후보 기술로, 저렴하고 만들기 용이하며 유연하고 가볍다는 장점이 있다.

정순용 화학연 원장 직무대행은 "한국화학연구원은 2012년부터 본격적으로 페로브스카이트 소재를 이용해 연구해왔다"며 "현재 페로브카이트 태양전지의 효율을 더욱 높이기 위해 원천 소재, 공정 및 소자 구조와 관련한 기술을 세계적으로 선도하고 있다"고 밝혔다.

연구를 주도한 서장원 화학연 박사는 "페로브스카이트 태양전지는 미래 신산업 창출이 가능한 핵심 태양광 기술이지만 안정성과 대면적 모듈 제조라는 해결해야 할 과제가 아직 남아있다"며 "이를 해결해 높은 신뢰성을 확보하고, 상용화 기술개발에 앞장서겠다"는 포부를 밝혔다.

연구결과는 22.7%의 효율로 화학(연)(KRICT) 단독 연구로 NREL에 지난 10월 30일자로 등재됐다.

본 연구는 화학연 주요사업 및 한국에너지기술평가원과 한국연구재단 글로벌 프론티어 사업(멀티스케일에너지시스템연구단)의 지원을 받아 진행됐다. 조수연 기자

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조수연
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