10배 이상 큰 차세대 태양전지 개발...건물 일체형 태양전지 등 신재생에너지 상용화 기대

표면처리 기술을 이용한 차세대 대면적 태양전지 제조기술이 국내 연구팀에 의해 개발됐다.

미래창조과학부(장관 최양희)·한국연구재단(이사장 조무제) 기초연구지원사업(개인연구), 신산업창조프로젝트사업, 기후변화대응기술개발사업, 국가 간 협력기반조성사업으로 연구를 수행한 이광희 교수(광주과학기술원) 연구팀은 차세대 신재생에너지로 주목받는 페로브스카이트 태양전지 면적을 10배 이상 크게 만들어도 효율이 떨어지지 않게 하는 새로운 기술을 개발했다.

쉽게 만들 수 있으면서도 태양광에너지로부터 전기에너지를 얻어내는 효율이 높다는 장점 때문에 페로브스카이트 태양전지는 전 세계에서 연구개발이 이어지고 있다. 많은 태양광에너지를 얻기 위해서는 태양전지를 크게 만들어야 하지만 페로브스카이트 태양전지는 크기가 커질수록 효율이 급격하게 감소하는 문제가 있었다.

이광희 교수 연구팀은 페로브스카이트 태양전지의 효율을 저하시키는 발수 현상을 해결하기 위해 공액 고분자 전해질을 유기전하수송층 위에 계면 상용화제로 코팅하고 그 위에 페로브스카이트 필름을 형성하였다. 이를 통해 큰 효율 저하 없이 기존 1cm2 의 소면적 페로브스카이트 태양전지 면적을 10배 이상 크게 제작하는데 성공하였다.

이번 연구결과는 페로브스카이트 필름의 대면적화 신기술을 보여주었다. 2배 이상 늘어난 태양전지 효율을 통해 건물 옥외 및 창문에 적용 가능할 것으로 기대된다. 또한 고전력 생산을 위한 페로브스카이트 태양전지 상용화에 큰 역할을 할 것으로 기대된다.

이광희 교수는“이 연구는 고성능의 대면적 페로브스카이트 태양전지를 최초로 개발한 것이다. 저비용 용액공정을 통해 큰 면적으로 제작이 가능하기 때문에 반투명 빌딩 유리 태양전지 패널과 같은 건물 일체형 태양전지 등에 적용할 수 있다. 페로브스카이트 태양전지 상용화를 앞당기는데 기여할 것으로 기대된다”라고 연구의 의의를 설명했다.