[글로벌-Biz 24] 獨 연구진, 페로브스카이트 기반 태양전지 변환효율 세계 기록(29.1%) 달성

페로브스카이트를 이용한 탠덤 태양전지(서로 다른 두 종류 이상의 태양전지를 합쳐 만든 전지)의 변환효율이 29.15%를 달성했다. 종전의 세계 최고 기록인 변환효율 28%를 돌파한 신기록이다.

25일(이하 현지시간) 전기차 전문매체 일렉트렉에 따르면 독일 베를린공대 산하 헬름홀츠센터베를린연구소(HZB)는 페로브스카이트 기반 탠덤 태양전지의 변환효율을 29.15%로 끌어올리는데 성공했다고 국제학술지 사이언스 이달호에 게재한 논문에서 밝혔다.

페로브스카이트 기반 탠덤 태양전지는 기존 실리콘 태양광 셀 위에 차세대 태양광 소재인 페로브스카이트를 겹쳐 올리는 방식으로 만들어진 것으로 기존 실리콘 태양전지보다 대량 생산에 유리하고 제조 비용도 싼 것이 장점이다.

가볍기 때문에 건물 벽면에 붙이는 태양전지의 개발도 가능하고 필름처럼 부드러운 기판에도 도포할 수 있으며 구부릴 수 있는 태양전지로 개발해 곡면에 부착할 수 있는 등 산업적으로 적용할 수 있는 분야가 광범위하다.
이번 연구의 책임자인 아이케 쾨넨 박사과정 학생은 사이언스에 게재한 논문에서 “변환효율 29.15%는 이 분야의 신기록일뿐 아니라 미국 에너지부 산하 재생에너지연구소(NREL)가 발표하는 '태양전지 최고효율 차트'에서도 최고 기록에 해당하는 수준”이라고 설명했다.

페로브스카이트는 지난 2009년 처음 태양전지로 활용할 수 있다는 사실이 확인됐고 당시에 확인된 변환효율, 즉 빛을 받았을 때 이를 전자로 전환하는 효율은 3.8%에 불과했다. 그러나 지난 2012년 고체 전해질을 사용한 안정적인 페로브스카이트 태양전지가 개발된 것을 계기로 효율이 급격히 올라가 현재는 태양광 시장을 지배하고 있는 실리콘계 태양전지 효율과 비슷한 수준을 보이고 있다.

현재 전세계 태양광 시장에서 90%의 절대적인 비중을 차지하고 있는 실리콘 태양광 셀의 이론적 효율한계는 29% 수준이지만 독일 연구진의 성과는 이를 추월할 수 것이어서 주목된다. 댄덤 셀의 최대 효율은 44%까지 가능한 것으로 과학자들은 내다보고 있다.


이혜영 글로벌이코노믹 기자 rock@g-enews.com