에너지연, 대면적 페로브스카이트 태양전지 상용화 발판 마련

[충청뉴스 이성현 기자] 한국에너지기술연구원이 대면적 페로브스카이트 태양전지 상용화 발판을 마련했다.

에너지연은 대면적 페로브스카이트 태양전지의 낮은 효율을 획기적으로 개선할 수 있는 이중구조 전자수송층 제조 기술을 개발했다고 21일 밝혔다.

페로브스카이트 태양전지는 용액공정으로 값싸고 손쉽게 제조할 수 있다는 장점이 있어 세계적으로 현재 가장 많이 연구되고 있는 분야다.

국내에서 25.7%의 세계기록과 최고기술을 보유하고 있지만 이는 0.1 ㎠ 이하인 소면적 셀이며 대면적(200㎠ 이상) 제조 기술은 일본(Panasonic, 802cm2@17.9%) 등 선진국에 뒤처져 있다.

이번에 연구팀이 개발한 전자수송층은 두께가 얇고 균일하며 저온에서도 제조 가능하다. 제조 시간도 최적화 한다면 10분 이내로 가능하다는 설명이다.

이번 기술을 활용하면 크기에 상관없이 균일한 박막을 짧은 시간 내에 150도 이하 저온에서도 만들어 낼 수 있어 대면적 페로브스카이트 태양전지를 만드는데 최적화된 방법이 될 것으로 기대되고 있다.

연구진은 개발된 기술을 페로브스카이트 태양전지에 적용해 0.1㎠ 이하 소면적 태양전지 효율 25.72%로 비공인 세계기록을 달성했으며, 국제공인인증기관(Newport)에서도 25.4%의 효율을, 25㎠ 및 64㎠ 크기의 서브모듈에서도 각각 21.66% 및 20.55% 공인인증 효율을 기록하여, 각 면적에서 모두 세계 최고 수준의 변환효율을 확보했다.

연구를 주도한 에너지연 울산차세대전지연구개발센터 김동석 센터장은 “이 기술을 활용해서 200㎠ 서브모듈에 적용했을 때도 18% 이상의 (비공인) 세계 최고효율을 달성했다”며 “이는 향후 대면적 페로브스카이트 태양전지의 상용화에 핵심기술이 될 것으로 확신한다”고 설명했다.

이어 “기존기술과 달리 제조시간이 매우 짧으며 150도 이하에서 모든 공정이 가능하고 대면적 적용에도 급격한 효율저하가 없어, 상용화 난제 해결에 크게 기여할 수 있을 것으로 예상된다”고 말했다.