한국화학연구원이 MIT와 공동 개발한 ‘페로브스카이트’ 태양전지가 세계에서 연구 중인 페로브스카이트 태양전지 가운데 가장 높은 에너지 효율을 기록한 것으로 나타났다.

2019년 4월 16일 기준 NREL의 태양전지 최고효율목록(Best Research-Cell Efficiency Chart). /한국화학연구원 제공

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이달 미국재생에너지연구소(NREL)이 발표한 태양전지 최고효율 목록에 따르면 화학연과 MIT가 만든 페로브스카이트 태양전지의 에너지 효율은 24.23%로 이전까지 중국과학원이 기록한 최고 효율 23.7%의 기록을 갈아치웠다.

페로브스카이트는 기존 실리콘 태양전지와 비교해 제조가 쉽고 제작원가는 낮아 차세대 태양전지로 주목받는 소재다. 최근 화학연은 이 페로브스카이트에 얆은 막을 형성해 태양전지의 효율을 높이는 방법을 개발했다.

특히 이번 기록은 페로브스카이트 태양전지가 이론적으로 달성할 수 있는 최고 효율에 근접했다는 데 의미가 있다. 그동안 페로브스카이트가 태양전지 신소재로 각광을 받아왔으나 효율이 기존 실리콘 태양전지에 미치지 못한다는 한계가 있었기 때문이다.

화학연의 페로브스카이트 태양전지의 효율 24.23%는 2세대 태양전지인 ‘카드뮴-텔로라이드(22.1%)’나 ‘구리-인듐-갈륨-셀레늄(22.9%)’보다 높고 1세대 실리콘 태양전지(26%)에 근접한 수준이다.

이번 기록 변경으로 페로브스카이트 태양전지에 대한 국가별 연구 경쟁도 치열해 질 전망이다. 우리나라의 화학연과 중국과학원, 스위스로잔연방공대는 태양전지 효율 기록을 경쟁하고 있다. 한국화학연구원은 2017년 10월 세계 최고효율 22.7%를 기록한 이후 1년 반 만에 1위 자리를 탈환했다.

서장원 화학연 박사는 "태양전지 충전율을 84%까지 끌어올려 24.23%의 기록을 달성한 만큼 앞으로 전류를 상승시키면 효율 향상의 여지가 더 남았다"며 "25~26% 전력변환 효율을 달성하겠다"고 밝혔다.

김태환 기자(topen@chosunbiz.com)

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