한국화학연구원은 11일 페로브스카이트(perovskite) 태양전지 분야에서 세계 최고효율인 22.7％를 기록해 미국재생에너지연구소 공식 인증을 받았다고 밝혔다.

페로브스카이트는 광물인 칼슘티타네이트 같은 구조를 갖는 화합물을 통틀어 일컫는 용어다.

발견자인 러시아 과학자 페로브스키를 기념해 이름을 붙였다.

이미 19세기부터 알려진 이 물질이 태양전지에 적용된 것은 2009년께부터다. 일본 연구진이 처음 개발했는데, 당시 효율은 3∼4％에 불과해 주목받지 못했다.

화학연은 앞서 지난해 3월 22.1％ 효율을 달성했다. 서장원 박사 연구팀 성과다.

태양전지 효율은 단위 면적당 들어오는 빛 에너지와 태양전지 간 출력 비율을 뜻한다.

효율측정 항목에는 개방전압, 단락 전류밀도, 성능지수가 있다. 기존엔 이 세 항목 중 단락 전류밀도와 성능지수를 높이는 데 초점을 뒀다고 화학연은 설명했다.

화학연은 이번엔 개방전압을 높이는 쪽으로 방향을 잡았다. 전압이 높으면 태양전지 효율이 향상하기 때문이다.

▲ 한국화학연구원 페로브스카이트 태양전지 연구팀

이번에 달성한 최고효율 22.7％는 실리콘 태양전지(25∼26％)보다는 낮다.

그러나 기존 박막 카드뮴·텔루라이드 태양전지(22.1％)나 구리·인듐·갈륨·셀레늄 태양전지(22.6％)보다는 높다고 화학연은 강조했다.

차세대 페로브스카이트 태양전지 기술은 기후변화에 대응해 미래 신산업 창출이 가능한 태양광 후보 기술이다.

비교적 저렴하고, 만들기 용이하며, 유연하고, 가볍다는 장점이 있다.

정순용 한국화학연구원장 직무대행은 "우리 연구원은 2012년부터 본격적으로 페로브스카이트 소재를 이용해 연구하고 있다"며 "페로브스카이트 태양전지 효율을 더욱 높일 수 있는 원천 소재 개발과 공정·소자 구조 연구에 더 매진할 것"이라고 말했다.

연구는 한국화학연구원 주요사업과 한국에너지기술평가원·한국연구재단 글로벌 프론티어 사업(멀티스케일에너지시스템연구단) 지원으로 수행했다.

윤승훈 기자  press@jeonpa.co.kr

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