23일 한국화학연구원에 따르면 미국재생에너지연구소(NREL)가 발표한 '태양전지 최고효율 차트'에서 서장원 박사팀과 모운지 바웬디 미국 MIT대 교수팀이 공동연구를 통해 달성한 24.23%가 페로브스카이트 부문 세계 최고 효율을 기록했다.
이로써 화학연은 2017년 10월 세계 최고 효율 22.7%를 기록한 이후 1년 반 만에 세계 1위 자리를 되찾게 됐다. 이전 최고 효율은 중국과학원이 기록한 23.7%였다.
페로브스카이트는 부도체, 반도체, 도체의 성질은 물론 초전도 현상까지 갖는 특별한 구조의 산화물로, 저가의 화학물질을 저온-용액 공정으로 저렴하고 간단하게 대량 생산할 수 있다. 이 때문에 실리콘 태양전지를 대체할 차세대 소재로 주목받고 있다. 태양전지 소자의 효율은 단위 면적당 입사하는 빛 에너지와 태양전지 출력의 비율을 뜻한다.
이번 기록은 페로브스카이트 태양전지가 이론적으로 달성할 수 있는 최고 효율에 근접한 것이라는 점에서 의미가 크다는 게 화학연의 설명이다. 1세대 태양전지인 실리콘 태양전지의 최고 효율은 26%에 근접했으며, 2세대 태양전지인 카드뮴·텔로라이드(CdTe)와 구리·인듐·갈륨·셀레늄(CIGS) 태양전지 최고 효율인 22.1%, 22.9%보다 높은 수치로, 페로브스카이트 태양전지 상용화를 앞당길 것으로 기대된다.
서장원 박사는 "태양전지 충전율을 84%까지 끌어올려 달성한 효율인 만큼 앞으로 전류만 상승시킨다면 효율을 더 높일 수 있을 것"이라고 말했다.
한편 화학연은 중국과학원, 스위스 로잔공대연방공대 등과 함께 전 세계 페로브스카이트 태양전지 연구를 이끌고 있다. 지금까지 총 6번의태양전지 최고 효율 차트에 이름을 올렸다.대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr
서장원 화학연 박사(앞줄 왼쪽 다섯번째)와 페로브스카이트 태양전지 연구자들이 세계 최고 효율 24.23%를 달성했다. 화학연 제공
