기존 태양전지보다 싸고 고효율 ‘차세대 기술’ 한국이 앞섰다

화학연 서장원 박사팀 연구성과

‘네이처 에너지’ 인터넷판에 실려

서장원

한국이 차세대 태양전지로 떠오르고 있는 페로브스카이트 태양전지 기술을 선도하고 있다. 한국화학연구원은 9일 에너지소재연구센터 서장원(사진) 박사 연구팀이 페로브스카이트 태양전지를 구성하고 있는 새로운 소재를 개발해 전지의 안정성을 높이면서, 효율도 세계 최고 수준인 20.9%를 기록했다고 밝혔다. 이번 성과는 국제학술지 네이처 에너지 9일자(현지시간) 온라인판에 실렸다.

페로브스카이트 태양전지는 현재 주종을 이루고 있는 실리콘 계열보다 제조가 쉽고 저렴한 것이 특징이다. 이런 장점에도 불구하고 효율이 떨어지고 내구성이 떨어진다고 평가받아왔다. 하지만 화학연구원은 그동안 페로브스카이트 전지의 효율을 높게 유지하면서, 열 안정성도 동시에 만족하게 하는 기술을 개발해왔다.

페로브스카이트 태양전지는 한국이 효율 면에서 세계 최고 수준을 기록하고 있을 뿐 아니라, 노벨 과학상을 받을 가능성이 있는 대표적 분야 중 하나다. 지난해 9월 정보분석 서비스 기업 클래리베이트 애널리틱스가 가까운 장래에 노벨상을 받을 것으로 예상되는 연구자 22명을 발표했다. 이중 한국인으로서는 유일하게 박남규 성균관대 화학공학부 교수가 이름을 올렸다. 박 교수는 2012년 효율 9.7%의 고체형 페로브스카이트 태양전지를 처음으로 개발해 학계에 보고한, 이 분야 최고의 세계적 권위자다. 한국은 박 교수의 발표 이후 학계와 정부 출연연구원을 중심으로 페로브스카이트의 효율을 개선하고, 내구성을 올리는 연구에 앞장서 왔다.

태양전지 시장은 현재 한국의 한화큐셀이 생산량 기준, 세계 1위를 기록하고 있다. 하지만 국가 단위로 보면 중국 기업들이 세계시장의 70%를 차지하고 있다.

서장원 화학연구원 박사는 “이번 연구는 페로브스카이트 태양전지의 효율과 열 안정성을 동시에 확보해 상용화 가능성을 높였다는 데 큰 의미가 있다”며 “앞으로, 우리나라가 강점을 가지고 있는 유기반도체 소재 분야와 페로브스카이트 태양전지 분야의 협업이 더욱 활발해질 것으로 기대된다”고 말했다.

최준호 기자 joonho@joongang.co.kr

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