공기에 노출시켜 만든 탠덤태양전지 최고 효율 달성

[파이낸셜뉴스] 한국에너지기술연구원 태양광연구단이 두종류의 태양전지를 위아래로 겹쳐 만든 탠덤태양전지를 개발해 최고 효율을 달성했다. 또한 이 태양전지를 만드는데 일반 기압과 온도상에서도 가능한 기술을 개발해 양산화로 한걸음 다가갔다.

연구진은 페로브스카이트와 구리·인듐·갈륨·셀레늄으로 만든 2종류의 태양전지를 결합해 23.03%의 전력 변화 효율을 달성했다.

태양광연구단 안세진 단장은 27일 "탠덤 태양전지의 높은 발전 성능과 저비용 공정이라는 두 마리 토끼를 한꺼번에 잡을 수 있는 원천기술을 개발했다"며 "향후 일체형 태양전지 구현 및 대면적화에 노력을 기울일 것"이라고 말했다.

연구진은 페로브스카이트와 구리·인듐·갈륨·셀레늄을 각각 다이메틸폼아마이드(DMF)에 녹여 잘 휘어지는 판에 잉크를 코팅하는 방식으로 태양전지를 만들었다.

태양전지를 유연한 기판에 코팅할때 일반적인 기압과 온도에서 고속 스핀과 열처리 공법을 적용했다. 연구진은 이 과정에서 태양전지를 만들면 공기 중 산소가 소자 효율을 오히려 증가시킨다는 것을 발견했다.

이 방식으로 만든 구리·인듐·갈륨·셀레늄 태양전지는 14.4%의 전력 변화 효율을 보였다. 이는 같은 종류의 태양전지 효율인 13.5%를 뛰어넘는 기록이다.

이 태양전지 위에 페로브스카이트 태양전지를 올려 탠덤 태양전지를 만든 결과, 23.03%의 전력 변화 효율을 기록했다. 이는 다른 공정으로 만든 기존 태양전지의 최고 효율이었던 19.4%를 크게 뛰어넘는 수치다.

이번 연구결과는 우수성을 인정받아 에너지·환경과학 분야의 세계적 권위지인 '에너지와 환경과학(Energy & Environmental Science)'의 4월 표지논문으로 선정됐다.

[e-mail] 김만기 기자