세계 최고효율 대면적 페로브스카이트 태양전지 기술 개발

한국화학연구원(이하 화학연)이 개발한 '페로브스카이트 태양전지' 대면적 셀 효율이 기존 중국이 보유한 세계 기록을 경신했다.

화학연은 ㈜유니테스트와 공동으로 세계 최고효율 페로브스카이트 태양전지 대면적(200㎠) 셀 생산기술을 공동 개발했다고 21일 밝혔다.

이번에 개발한 태양전지 셀 효율은 20.6%로 기존 기록은 중국의 19.2%였다.

이에 따라 화학연과 ㈜유니테스트는 페로브스카이트 태양전지 상용화로 본격 추진, 창호용 제품과 기능성 응용품 등의 양산 준비에 나섰다.

페로브스카이트 태양전지는 기판에 용액을 코팅하는 방식으로 쉽고 저렴하게 대량생산할 수 있어 차세대 태양전지로 주목받고 있다.

그러나 대면적 셀의 이론적 한계효율은 현실적 손실 경로를 고려할 경우 27% 수준이지만,  아직까지 20%를 넘는 기술은 없었다. 

효율을 높이려면 소재 최적화, 코팅 균일화, 레이저공정 최적화가 필요하지만, 대면적 소자의 다양한 요소를 최적화하는 과정이 쉽지 않기 때문이다.

특히 페로브스카이트-실리콘 다중접합 태양전지 개발도 고성능 소재 발굴과 더불어 대면적 균일 코팅기술 개발이 필요하다.

때문에 단일접합 태양전지 대면적 셀 고성능화는 다중접합 태양전지의 성능도 올릴 수 있는 핵심 기술이다.

이번 연구에서 화학연은 자체 소재합성 최적화와 코팅 균일화, 레이저 파워 최적화로 중국이 가진 대면적 인증효율 넘어서며 국제 공인을 획득했다.

이를 바탕으로 화학연은 대면적 셀 옥외 실증테스트를 진행하며 상용화에 박차를 가하고 있다.진행하는 등 기업 상용화에 실질적인 역할을 수행하고 있다. 

아울러 ㈜유니테스트는 이번 개발 기술을 토대로 유리창호형 페로브스카이트 태양전지 사업화는 물론 반투명 페로브스카이트 태양전지를 차량 파노라믹 솔라루프에 장착하는 등 올해 중 양산을 목표로 설비를 구축 중이다.

대덕특구=이재형 기자 jh@kukinews.com