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배포일	2019년 8월 13일(화)		엠바고	없음
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한국화학연구원, 페로브스카이트 태양전지 마의 효율 25% 돌파 NREL 발표, 화학연-MIT 25.2% 세계 1위… 실리콘 태양전지와 격차 1%대로 좁혀 지난 4월 중국에 세계 1위 탈환 이후 4개월 만에 또다시 1%이상 경신

□ 한국화학연구원이 차세대 태양전지로 주목받는 페로브스카이트 태양전지* 최고 효율 부문에서 마의 25% 벽을 넘었다. 그 결과, 중국과학원과의 격차를 1.5%이상 벌렸다.

*페로브스카이트 태양전지는 기존 실리콘 태양전지와 비교해 제조가 쉽고 제작원가는 낮아서 차세대 태양전지로 주목받고 있다. 최근 정부가 발표한 ‘재생에너지 3020 이행계획안’에도 실리콘 태양전지를 대체 및 병행할 차세대 기술로 소개됐다.

○ NREL(미국재생에너지연구소․National Renewable Energy Laboratory)은 8월 2일 ‘태양전지 최고효율 차트’를 발표하고, 한국화학연구원 서장원 박사팀과 MIT 모운지 바웬디 교수팀이 공동연구를 통해 기록한 25.2%가 페로브스카이트 부문 세계 최고 광전변환효율(빛 에너지를 전기에너지로 변환시키는 효율)이라고 밝혔다.

○ 이로써 한국화학연구원은 2019년 4월 중국과학원의 23.7%를 제치고, 세계 최고 효율 24.2%를 기록한 이후, 4개월 만에 또다시 1%이상을 경신했다. NREL은 해마다 분기별로 태양전지 최고 효율을 기록한 연구기관을 발표하고 있다.

○ 특히, 이번 기록은 페로브스카이트 태양전지가 실질적으로 달성할 수 있다고 여겨진 25%의 효율을 뛰어넘는 결과로, 1세대 태양전지인 실리콘 태양전지 최고 효율과의 격차도 1%대로 좁혔다.

○ 한국화학연구원 서장원 박사는“이번에 기록한 25.2% 효율은 저렴한 용액기술 공정을 도입해 달성한 것으로, 기존 실리콘 태양전지가 상대적 고가의 공정으로 달성한 26.7%의 최고효율을 1%대로 줄인 것”이라며 “이는 상용화 가능성을 상당히 높인 연구결과라 할 수 있다. 현재, 이 기술을 대면적 페로브스카이트 모듈을 제작하는데 적용해 고효율 모듈 개발에 힘쓰고 있다.”라고 말했다.

○ 또한 이번 MIT와의 공동연구 핵심연구자인 한국화학연구원 신성식 박사는 “이번 기록은 페로브스카이트 소재의 조성 제어을 통해 보다 많은 빛을 흡수해 전류를 증대시켜 얻은 결과이고, 앞으로 태양전지의 전류를 더 상승시키면 충분히 실리콘 태양전지의 26%를 넘어설 수 있을 것”이라고 내다봤다.

□ 한국화학연구원은 중국과학원, 스위스로잔연방공대 등과 함께 전 세계 페로브스카이트 태양전지 연구를 이끌고 있다. 지금까지 이번 기록을 포함해 총 7번 NREL 태양전지 최고효율 차트에 이름을 올렸다.

○ 최근에는 2017년 10월 22.7%, 2019년 4월 24.2%, 2019년 8월 25.2% 등의 페로브스카이트 태양전지 최고효율을 기록한 바 있다.

□ 한편, 이번 연구는 산업통상자원부 한국에너지기술평가원 신재생에너지 핵심기술 개발사업, 과학기술정보통신부 한국연구재단 글로벌 프론티어 사업, 국가과학기술연구회 창의형 융합연구사업 등의 지원을 받아 수행됐다.

이미지 및 사진

NREL(미국재생에너지연구소) 태양전지 최고효율 차트

▲NREL의 태양전지 최고효율(Best Research-Cell Efficiency) 차트. 태양전지별 세계 최고효율을 보여주는 차트로, 한국화학연구원은 지금까지 페로브스카이트 태양전지 부문에서 세계 최고효율을 7번 경신해 기술적 우수성을 객관적으로 검증받았다. 이번 연구결과는 25.2%의 효율로 한국화학연구원(KRICT)과 MIT의 공동 연구여서 NREL 차트에는 KRICT/MIT로 등재됐다. (2019년 08월 2일자, NREL chart)

한국화학연구원 페로브스카이트 태양전지 연구진

▲한국화학연구원 페로브스카이트 태양전지 연구진이 한자리에 모였다. 첫 번째 줄 오른쪽에서 네번째가 서장원 박사, 여섯번째가 신성식 박사.