한국화학연구원 연구팀이 대면적 페로브스카이트 태양전지 효율을 20.6%까지 끌어올렸다. 중국 연구진이 가지고 있던 기존의 최고 효율(19.2%)을 뛰어넘는 세계 최고 수준의 효율이다.
한국화학연구원과 유니테스트는 페로브스카이트 태양전지 대면적 셀 생산 기술을 공동 개발했다고 21일 밝혔다. 화학연 연구진이 개발한 대면적 셀은 20.6%의 국제 공인 인증 효율을 달성했다. 지난 7일 독일의 프라운호퍼에서 인증을 받았고, 곧 미국재생에너지연구소(NREL)의 태양전지 최고효율 차트에도 등재될 예정이다.
페로브스카이트 태양전지는 기존의 실리콘 전지보다 뛰어난 효율을 보여 차세대 태양전지로 주목 받고 있다. 상용화를 위해 몇 가지 허들을 넘어야 하는데, 대면적 셀의 효율을 높이는 게 그 중 하나다.
대면적 셀의 이론적 한계 효율은 현실적인 손실 경로를 고려할 경우 대략 27% 수준으로 알려져 있다. 하지만 아직까지 20%를 넘는 효율을 보인 기술이 없었는데, 이번에 화학연 연구진이 처음으로 20%를 넘어선 것이다. 화학연 관계자는 "효율을 높이려면 소재 최적화 및 코팅 균일화, 그리고 레이저 공정 최적화 과정이 필수적인데, 대면적 소자의 다양한 요소를 최적화하는 과정이 쉽지 않다"며 "자체 소재 합성 최적화와 코팅 균일화, 레이저 파워 최적화를 통해 효율을 높이는 데 성공했다"고 말했다.
화학연과 유니테스트는 이번에 개발한 기술을 바탕으로 페로브스카이트 태양전지 상용화에 나설 계획이다. 올해 안에 실내용 페로브스카이트 태양전지 양산을 목표로 설비 구축에도 착수했다.
이영국 화학연 원장은 "이번 성과는 페로브스카이트 대면적 셀의 세계 최고 효율화를 이뤄 상용화의 기술적 관문 중 매우 중요한 하나를 해결한 큰 성과"라며 "이 기술을 바탕으로 태양전지 상용화에 기여하는 좋은 산·연 협력 모델이 될 것으로 기대한다"고 말했다.