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에너지연, 탠덤 태양전지 세계 최고 효율 26.7% 달성
이번 연구를 통해 개발한 페로브스카이트/CIGS 탠덤 태양전지 모습 / 한국에너지기술연구원 제공
[투데이에너지 김원빈 기자] 한국에너지기술연구원(에너지연) 태양광연구단이 페로브스카이트/CIGS 탠덤 태양전지에서 26.7%의 세계 최고 공인 효율을 달성했다.
이번 성과는 독일 프라운호퍼 태양에너지시스템연구소(Fraunhofer ISE)의 공식 인증을 받았으며, 미국 국립재생에너지연구소(NREL)의 ‘태양전지 유형별 최고 효율 기록표’에도 세계 최고 기록으로 등재됐다.
앞서 지난해 서울대학교·한국과학기술연구원(KIST) 공동연구팀이 기록한 26.3%를 경신한 것으로, 국내 연구진이 같은 분야에서 다시 세계 기록을 갈아치웠다.
페로브스카이트/CIGS 탠덤 태양전지는 상부에 페로브스카이트, 하부에 CIGS 태양전지를 배치해 서로 다른 파장대의 태양광을 흡수하는 기술이다. 두 소재 모두 박막으로 제작할 수 있어 고효율과 경량·유연성을 동시에 구현할 수 있다.
에너지연 연구진은 두 태양전지를 결합하는 과정에서 발생하는 계면·광학적 손실을 줄이는 기술을 개발했다. 페로브스카이트 열화를 줄이는 계면층 소재와 공정을 적용하고, 투명전극과 전하수송층 구조를 최적화해 불필요한 빛 흡수를 줄였다.
NRL 태양전지 유형별 최고 효율 기록표 / NLR 제공
이를 통해 연구실 자체 측정에서 27%의 효율을 달성했으며, 프라운호퍼 ISE로부터 26.7%의 공인 효율을 인증받았다.
정인영 에너지연 선임연구원은 “계면 손실과 광학적 손실을 동시에 줄여 효율과 안정성을 높였다는 데 의미가 있다”며 “세계적인 인증기관을 통해 기술 경쟁력을 객관적으로 인정받았다”고 말했다.
이번 기술은 건물·자동차 등은 물론 가볍고 유연한 특성을 활용해 소형 위성, 우주 데이터센터 등 미래 우주산업의 전력원으로도 활용될 것으로 기대된다.