페로브스카이트 태양전지 효율 '마의 벽' 25% 넘다

한국화학연·MIT 연구팀 25.2% 달성
실리콘 전지 최고 26.7%와 1.5% 차
중국과학원과 격차 1.5% 이상 벌려
NREL 태양전지 차트 7번 1위 기록

한국화학연구원 연구팀이 차세대 태양전지로 주목받는 페로브스카이트 태양전지 효율을 마의 벽인 25% 이상으로 끌어올렸다. 게티이미지뱅크 제공

국내 연구팀이 차세대 태양전지로 주목받는 페로브스카이트 태양전지의 최고 효율 부문에서 마의 25% 벽을 넘어섰다.

한국화학연구원(화학연)은 13일 “태양전지 최고효율 정보를 분기별로 발표하는 미국재생에너지연구소(NREL)의 지난 2일 차트에 화학연 화학소재연구본부 서장원 책임연구원 연구팀과 미국 매사추세츠공대(MIT) 모운지 바웬디 교수 연구팀의 공동연구로 기록한 25.2%가 페로브스카이트 부문 세계 최고 광전변환효율(빛 에너지를 전기에너지로 변환시키는 효율)로 등재됐다”고 밝혔다.

페로브스카이트 태양전지는 기존 실리콘 태양전지와 비교해 제조가 쉽고 제작원가는 낮아 차세대 태양전지로 주목받고 있다.

미국 재생에너지연구소(NREL)의 태양전지 최고효율 차트. 한국화학연구원과 미 매사추세츠공대(KRICT/MIT)가 공동연구로 달성한 25.2%가 8월2일치 차트에 최고 효율로 등재됐다. 한국화학연구원 제공

화학연은 올해 4월 중국과학원의 페로브스카이트 최고 효율 23.7%를 제치고 24.2%를 기록해 세계 최고 자리를 재탈환한 지 4개월 만에 또다시 기록을 경신해 중국과의 격차를 1.5% 이상 벌렸다.

이번 기록은 페로브스카이트 태양전지가 실질적으로 달성할 수 있다고 여겨진 25%의 효율을 뛰어넘는 결과로, 1세대 태양전지인 실리콘 태양전지 최고 효율과의 격차도 1%대로 좁혔다는 데 의미가 있다.

서장원 화학연 화학소재연구본부 책임연구원은 “이번에 기록한 25.2% 효율은 저렴한 용액기술 공정을 도입해 달성한 것으로, 기존 실리콘 태양전지가 상대적 고가의 공정으로 달성한 26.7%의 최고효율을 1%대로 줄인 것”이라며 “이 기술을 대면적 페로브스카이트 모듈을 제작하는 데 적용해 실용화를 위한 고효율 모듈 개발에 힘쓰고 있다”고 말했다.

화학연은 중국과학원, 스위스로잔연방공대 등과 함께 세계 페로브스카이트 태양전지 연구를 주도하고 있는데, 지금까지 이번 기록을 포함해 모두 7번 엔아르이엘 태양전지 최고효율 차트에 이름을 올렸다. 최근에는 2017년 10월 22.7%, 2019년 4월 24.2%, 2019년 8월 25.2% 등의 최고효율을 기록한 바 있다.

이근영 선임기자 kylee@hani.co.kr