세계 첫 태양전지 '고효율화' 길 활짝

화학연 석상일 박사팀 '다중구조' 제조 성공 무ㆍ유기 장점융합… 효율ㆍ경제성 두마리 토끼

▲ 무ㆍ유기 하이브리드 KRICT태양전지구조(왼쪽) 다중구조의 무ㆍ유기 하이브리드 KRICT태양전지구조.

태양전지 효율과 경제성, 두 마리 토끼를 모두 잡을 수 있는 태양전지의 고효율화를 위한 길을 국내 연구진이 제시했다.

한국화학연구원 (원장 김재현) 석상일 박사 연구팀은 태양전지의 효율을 획기적으로 올리기 위한 다중구조(panchromatic)의 태양전지를 제조하는 데 성공, 태양전지를 고효율화 길을 열었다.

석상일박사 연구팀은 기존의 태양전지 기술과 무기 및 유기 소재의 장점을 융합한 무ㆍ유기 하이브리드 태양전지 제조기술의 고효율화를 위한 방법론을 제시해 세계적 권위의 나노분야 학술지 나노레터스(Nano Letters) 온라인판(3월8일)에 게재됐다.

기존 태양전지 제조기술은 ▲반도체박막태양전지(효율은 높지만, 고가)▲염료감응 태양전지(효율 높고 저가이지만 장기 안정성에 문제) ▲유기 태양전지(저가이지만 광안정성 낮음) 이 있지만, 효율과 경제성을 모두 해결하지 못했다.

석상일 박사팀은 세계 최초로 신개념 태양전지 제조 원천기술인 무-유기 이종접합 하이브리드 태양전지 제조기술은 고효율의 무기반도체 박막태양전지와 저가의 유기 태양전지를 염료감응 태양전지 구조에 적용한 융합기술로 효율성과 가격경쟁력의 두 마리 토끼를 동시에 잡을 수 있는 원천기술로 주목받고 있다.

이번 연구 성과는 태양전지의 효율을 획기적으로 올리기 위한 다중구조(panchromatic)의 태양전지를 제조하는 데 성공해 태양전지 고효율화를 위한 새로운 길을 제시하였다는데 큰 의미가 있다.

그동안 제대로 활용하지 못했던 태양광의 장파장 영역에 있는 광을 효율적으로 흡수하고 기존보다 넓은 파장대의 태양광을 활용할 수 있는 기술을 개발해 주목을 받고 있다.

석상일 박사는 “무ㆍ유기 소재를 이용해 가격이 저렴한 용액코팅 공정으로 제조할 수 있는 하이브리드 태양전지를 고효율화 할 수 있는 길을 제시함으로써 차세대 태양전지의 상용화에 더 가까이 다가갈 수 있게 됐다”라고 의미를 밝혔다.

이번 연구성과는 화학(연)이 국제 경쟁력을 갖춘 독보적인 미래 기반 기술을 확보하고자 추진하고 있는 KRICT 2020 Project의 하나로 추진되었다.

KRICT 2020 Project는 내외부 기술수요조사 및 외부평가단의 엄격한 심사를 통해 추진하고 있으며, 위험을 감수하더라도 중장기적 관점에서 투자해야 할 미래 신성장동력이 될 도전적인 과제를 선정하여 연 10억 원 이내에서 최대 5년간 원천기술개발에 전념할 수 있도록 적극적으로 지원하고 있다.

권은남 기자