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국내 연구진, 효율 20% 향상 태양전지 기술 개발

송고시간2015-05-22 03:00

화학연구원 석상일 박사팀, 사이언스지 게재

국내 연구진, 효율 20% 향상 태양전지 기술 개발 - 2

(서울=연합뉴스) 고상민 기자 = 국내 연구진이 차세대 태양전지로 주목받는 페로브스카이트 태양전지의 효율을 20.1%까지 끌어올리는 공정기술을 세계 최초로 개발했다.

미래창조과학부는 한국화학연구원 석상일 박사가 주도하고 양운석 박사과정, 노준홍 박사가 공동 제1저자로 참여한 연구진이 '화학분자 교환법'이라는 새로운 방식의 제조 공정을 개발했다고 22일 밝혔다.

화학분자 교환법은 서로 다른 화학분자가 순간적으로 교환할 수 있는 공정으로 결함이 적고 결정성이 우수한 화학물질을 제조하는 방법이다. 연구진은 이를 이용해 태양광을 더 효과적으로 흡수할 수 있는 고품질의 박막을 만들었다.

태양전지의 90% 이상을 차지하는 기존 '결정질 실리콘'은 효율이 높지만 고도의 기술과 많은 에너지가 필요해 가격이 비싸다는 단점을 지녔다. 비교적 제조비가 싼 '유기·염료 감응 태양전지'와 같은 태양전지들은 낮은 효율성 때문에 대규모 상용화에 어려움을 겪었다.

그러나 연구진이 이번에 개발한 공정으로 제작된 태양전지는 실리콘 태양전지와 비슷한 에너지 변환효율 20.1%를 기록, 미국 재생에너지연구소(NREL)의 공식 인증을 받았다. 용액공정을 활용하면 대규모로 제작할 수 있는 장점도 갖춘 것으로 나타났다.

연구진은 2012년부터 무기물과 유기물을 화학적으로 합성한 태양전지 소재 연구를 시작, 기존 페로브스카이트 태양전지보다 고효율의 소재를 합성하는 데 성공한 바 있다. 지난 1월에는 네이처지에 신규 페로브스카이트 조성을 설계·합성하는 연구결과를 발표하기도 했다.

페로브스카이트란 부도체, 반도체, 도체의 성질은 물론 초전도 현상까지 보이는 특별한 구조체를 일컫는 말로 이를 발견한 러시아 과학자 페로브스키의 이름을 따 만들었다.

이번 연구는 미래부가 추진하는 글로벌연구실사업의 지원으로 수행됐다. 연구결과는 21일 현지 시각 오후 2시 국제학술지 사이언스 익스프레스판에 게재됐으며 향후 사이언스 온라인판 및 저널에도 실릴 예정이다.

석상일 박사는 "세계적으로 이슈가 되는 미래 신재생 에너지 경쟁에서 선두를 점할 수 있는 원천기술을 국내에서 개발했다는 데 의미가 있다"면서 "대규모 연속공정 기술에 쉽게 적용할 수 있어 조기에 상용화가 가능할 것으로 기대된다"고 말했다.

미래부는 이번 연구 성과가 정부의 '차세대 태양전지 핵심기술 개발 및 신산업 활성화 계획'은 물론 관련 학문 분야의 발전에도 탄력을 줄 것으로 전망했다.

gorious@yna.co.kr

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