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‘마(魔)의 효율’ 20% 넘었다

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‘마(魔)의 효율’ 20% 넘었다

2015.05.22 07:00
석상일 화학硏 박사팀, 페로브스카이트 태양전지 효율 20.1% 달성
‘마의 효율’로 불리는 20%를 넘겨 효율 20.1%를 달성한 페로브스카이트 태양전지. 태양전지 효율로는 세계 최고 기록을 세웠다.   - 한국화학연구원 제공
‘마의 효율’로 불리는 20%를 넘겨 효율 20.1%를 달성한 페로브스카이트 태양전지. 태양전지 효율로는 세계 최고 기록을 세웠다.   - 한국화학연구원 제공

국내 연구진이 차세대 태양전지로 불리는 페로브스카이트 태양전지 효율을 20.1%까지 끌어올리며 세계신기록을 달성했다. 태양전지에서 20%는 상용화를 위해 넘어야 할 ‘마(魔)의 효율’로 불린다.   


석상일 한국화학연구원 책임연구원(성균관대 에너지과학과 교수)은 21일 “‘화학분자 교환법’이라는 새로운 공정을 이용해 효율 20.1%를 기록하는 데 성공했다”고 밝혔다. 태양전지 효율이 20.1%라는 것은 태양에너지를 100으로 볼 때 20.1만큼의 에너지를 전기로 바꿀 수 있다는 뜻이다.


화학분자 교환법은 일부 소재만 이용해 극도로 균일한 박막을 만든 뒤 태양전지로 만드는 데 꼭 필요한 화학분자를 추후에 삽입하는 방식이다. 처음부터 원료가 되는 모든 소재를 사용하는 기존 방식보다 박막을 더 균일하게 만들 수 있다.


석 연구원은 “이번에 개발한 공정은 대면적 태양전지 생산에 유리하고 상용화를 위한 효율도 충분하다”면서 “외부에 오랫동안 노출됐을 때의 내구성, 햇볕을 장기간 쪼였을 때의 안정성 등을 추가로 검토할 계획”이라고 말했다.

 

페로브스카이트는 전기 전도성이 뛰어난 결정을 지칭하는 용어로, 페로브스카이트를 이용하는 태양전지 기술에서는 우리나라가 세계적으로 가장 앞서 있다. 석 연구원은 1월 ‘네이처’에 페로브스카이트 태양전지의 효율이 18.4%를 기록했다고 발표했으며 넉 달 만에 20%를 넘기는 데 성공했다. 이번 연구 결과는 ‘사이언스’ 22일자에 실렸다. 

 

현재 차세대 태양전지로는 대량생산이 용이한 유기태양전지나 안정성이 뛰어난 연료감응형 태양전지 등이 후보로 꼽힌다. 페로브스카이트 태양전지는 이들 중 에너지 효율이 가장 높다.  

 

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