[한국대학신문 이재익 기자] 국내 연구진이 차세대 태양전지로 평가받는 페로브스카이트 태양전지의 효율을 세계 최초로 20.1%까지 끌어올리는 새로운 공정기술을 개발했다.

석상일 성균관대 교수(에너지과학과)가 주도하고 양운석 박사과정, 한국화학연구원 노준홍 박사가 공동 제1저자로 참여한 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 글로벌연구실사업 등의 지원으로 수행됐다. 연구결과는 국제학술지인 <사이언스> 익스프레스판에 게재됐으며 향후 사이언스 온라인 판 및 저널지에도 게재될 예정이다.

연구진들은 2012년부터 무기물과 유기물을 화학적으로 합성한 태양전지 소재 연구를 시작했으며 기존 페로브스카이트 태양전지보다 고효율의 소재를 합성하는데 성공하고 2015년 1월 <네이처>에 신규 페로브스카이트 조성을 설계·합성하는 연구 결과를 발표한 바 있다. 연구팀은 1월 개발한 페로브스카이트 태양전지의 추가 효율 향상을 위해 ‘화학분자 교환법’이라는 새로운 방식의 제조 공정을 개발했고 이를 이용해태양광을 더 효과적으로 흡수할 수 있는 고품질의 박막을 제조할 수 있었다.

‘화학분자 교환법’은 서로 다른 화학분자가 순간적으로 교환될 수 있는 공정으로, 결함이 적고 결정성이 우수한 화학물질을 제조하는 방법이며 용액공정을 이용해 대규모로 제작할 수 있는 장점이 있다. 이 공정을 통해 제작된 태양전지는 상용화된 실리콘 태양전지와 비슷한 에너지 변환효율 20.1%를 나타내며 미국 재생에너지연구소에서도 공식 인증을 받았다.

석상일 교수는“세계적으로 이슈가 되고 있는 미래 신재생 에너지 경쟁에서 선두를 점할 수 있는 원천기술을 국내에서 개발했다는 데 의미가 있다. 이번 개발된 공정 기술은 대규모 연속공정 기술에 쉽게 적용할 수 있어 빠른 상용화가 가능할 것으로 기대된다”고 밝혔다.