보도자료
한국화학연구원, 페로브스카이트 태양전지 효율 세계 1위 등극
작성자관리자 조회수2,030 등록일2019-04-24
□ 한국화학연구원이 차세대 태양전지로 주목받는 페로브스카이트 태양전지* 최고효율 부문에서 중국과학원에 빼앗겼던 세계 1위 자리를 탈환했다.
*페로브스카이트 태양전지는 기존 실리콘 태양전지와 비교해 제조가 쉽고 제작원가는 낮은 수준이어서 차세대 태양전지로 주목받고 있다. 최근 정부가 발표한 ‘재생에너지 3020 이행계획안’에도 실리콘 태양전지를 대체 및 병행할 차세대 기술로 소개됐다.
○ NREL(미국재생에너지연구소)은 4월 16일 ‘태양전지 최고효율 차트’를 발표하고, 한국화학연구원 서장원 박사팀과 MIT 모운지 바웬디 교수팀이 공동연구를 통해 기록한 24.23%가 페로브스카이트 부문 세계 최고효율이라고 밝혔다.
○ 이로써 한국화학연구원은 2017년 10월 세계 최고효율 22.7%를 기록한 이후, 1년 반 만에 세계 1위 자리를 되찾았다. NREL은 해마다 분기별로 태양전지 최고효율을 기록한 연구기관을 발표하고 있으며, 이전 최고효율은 중국과학원이 기록한 23.7%였다.
○ 특히 이번 기록은 페로브스카이트 태양전지가 이론적으로 달성할 수 있는 최고효율에 근접한 것이어서 그 의미가 더 크다. 1세대 태양전지인 실리콘 태양전지 최고효율 26%에 근접했으며, 2세대 태양전지인 CdTe와 CIGS 태양전지* 최고효율인 22.1%, 22.9%보다 높은 수치다.
*CdTe 및 CIGS 태양전지: 2세대 태양전지로 특정 기판 위에 화합물 반도체 소재를 박막 형태로 증착하는 방식으로 제작된다. 반도체 소재 종류에 따라 CdTe(카드뮴(Cd), 텔로라이드(Te))와 CIGS(구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se)) 태양전지로 나뉜다.
○ 한국화학연구원 서장원 박사는 “이번에 기록한 24.23%는 태양전지 충전율(FF？Fill Factor)*을 84%까지 끌어올려 달성한 것으로, 앞으로 전류만 상승시킨다면 효율 향상의 여지가 남아있다.”고 말했다. 이번 MIT와의 공동연구 핵심연구자인 신성식 박사는 “앞으로 25~26% 전력변환효율을 달성하겠다”는 포부를 밝혔다.
*태양전지 충전율(Fill Factor)는 태양전지 효율을 결정하는 주요변수로, 최대전력을 개방 전압과
단락회로에서 출력하는 이론상 전력과 비교해 계산한다.
□ 한국화학연구원은 중국과학원, 스위스로잔연방공대 등과 함께 전 세계 페로브스카이트 태양전지 연구를 이끌고 있다. 지금까지 이번 기록을 포함해 총 6번 NREL 태양전지 최고효율 차트에 이름을 올렸다.
○ 최근에는 페로브스카이트 태양전지 상용화의 새 해결책을 제시해 전 세계 학계의 주목을 받았다. 신개념 페로브스카이트 박막기술 DHA(Double-layered Halide Architecture？이중층 할로겐화물)을 개발해 태양전지 고효율, 안정성, 대면적 모듈화를 동시에 달성한 것이다. 이 같은 내용은 세계 최고 권위지인 네이처(IF:41.577) 3월 28일자에 발표됐다.