박막 탠덤 태양전지 광발전성능 세계 신기록 달성…韓 기술력 입증

국내 연구진이 페로브스카이트/CIGS(구리-인듐-갈륨-셀레늄) 탠덤 태양전지 분야에서 광발전성능 신기록을 달성해 독보적 기술력을 입증했다.

한국연구재단은 김진영 서울대 교수팀과 정증현 한국과학기술연구원(KIST) 차세대태양전지연구센터 박사팀이 페로브스카이트/CIGS 탠덤 태양전지 에너지 손실을 줄일 수 있는 기술을 개발, 광발전성능 신기록을 달성했다고 9일 밝혔다.

페로브스카이트/CIGS 박막 탠덤 태양전지는 서로 다른 광에너지를 흡수할 수 있는 두 종류 얇은(박막) 태양전지를 2층으로 겹쳐 만든 태양전지다. 기존 단일 태양전지보다 훨씬 더 많은 전기를 만들 수 있어 차세대 태양전지로 주목받고 있다.

연구팀은 만들기 쉽고 비용이 저렴한 페로브스카이트 태양전지와 더 넓은 영역 빛을 흡수하는 CIGS 태양전지를 결합하는 방법을 고안, 실리콘 기반 탠덤 태양전지와 대등한 고효율을 박막 형태로 구현할 수 있는 기술을 개발했다.

서울대 연구팀은 거친 표면 CIGS 태양전지 위에 페로브스카이트 태양전지를 안정적으로 쌓아 올릴 수 있도록 특수 소재와 공정을 개발, 이를 통해 두 태양전지가 빈틈없이 완벽하게 붙어 최고 성능을 낼 수 있도록 만들었다.

KIST 연구팀은 두 태양전지를 연결하는 부분에서 에너지 손실이 없도록 다리 역할을 하는 연결층을 최적화해 태양전지가 제 성능을 100% 발휘할 수 있도록 지원했다.

이를 통해 26.3% 광발전성능 신기록을 달성했으며, 이는 이전 독일 연구소 최고 기록인 24.6%을 1.7%나 뛰어넘었다.

이번 기록은 세계적 태양전지 연구기관인 미국 국립재생에너지연구소(NREL)에서 발표하는 공식 효율 차트 올해 최신판에 등재됐다.

김진영 교수는 “이번 NREL 차트 등재를 계기로 페로브스카이트/CIGS 박막 탠덤 태양전지 기술 주도권을 한국이 확보하고, 해당 분야 기술 개발을 더욱 가속화하는 전환점이 될 것”이라고 말했다.

이인희 기자 leeih@etnews.com

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