기존 태양전지의 기술적인 한계를 극복한 새로운 플랫폼의 무기-유기 하이브리드 이종 접합 태양전지 제조기술이 개발됐다.
한국화학연구원 석상일 책임연구원(성균관대 에너지과학과 교수 겸임)은 고효율, 저가격 및 고내구성을 모두 만족하는 차세대 태양전지 제조 플랫폼을 개발했다고 8일 밝혔다.
이 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 글로벌연구실사업 및 한국화학연구원의 `KRICT2020` 사업 지원을 받아 이루어졌다. 연구결과는 네이처 포토닉스지 온라인판 5월 5일자에 게재됐다.
연구진은 무·유기 소재 장점과 나노구조의 장점 및 화학적 용액 공정의 장점을 결합해 저가이면서 효율이 높고 내구성이 뛰어난 태양전지 제조 플랫폼을 제시했다.
연구진은 무기물로 구성된 나노구조 광전극에 용액공정을 이용한 결정성 무·유기 하이브리드 소재를 광흡수체로 충진하고, 상부에 용액공정을 이용한 홀전도성 공액 고분자를 도입하는 매우 단순한 공정을 이용했다.
이 플랫폼으로 제조한 태양전지는 이 분야 세계 최고인 12% 이상의 효율을 나타냈다. 추후 제조공정 최적화 여부에 따라 15% 이상의 효율도 기대된다는 것이 연구진의 설명이다.
한편 기존 태양전지에는 효율이 높지만 고가인 박막태양전지와 효율이 비교적 높고 저가 제조가 가능하지만 장기 안정성에 문제가 있는 염료감응태양전지, 저가로 제조가 가능하지만 광안정성이 매우 낮은 유기태양전지 등이 있다.
석상일 책임연구원은 “기존 태양전지에 비해 화학적으로 쉽게 합성할 수 있는 저가의 소재를 사용했다”며 “공정이 단순해 태양전지 제조단가 인하에도 크게 기여할 것”이라고 말했다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.com
