태양전지 한계극복 기술 개발

국내 연구진이 한계로 불렸던 태양전지의 효율을 극복할 수 있는 기술을 개발했다.
한국과학기술연구원 광전하이브리드연구센터 김홍곤 책임연구원·이도권 선임연구원 공동 연구진은 태양전지 이론효율 한계를 뛰어넘을 수 있는 '유·무기 하이브리드 탠덤 태양전지 플랫폼 기술'을 개발했다고 24일 밝혔다.
환경친화적인 태양전지는 효율이 낮아 경제성이 떨어진다. 이 한계를 돌파할 수 있는 기술로 각광받고 있는 것이 바로 탠덤(다중 접합) 태양전지다.
탠덤 태양전지는 태양빛을 흡수하는 반도체를 수직으로 쌓아 태양에너지 중 투과되는 것과 열로 바뀌는 손실을 최소한으로 줄이는 기술이다. 기존 무기탠덤 태양전지는 갈륨, 비소와 같은 값비싼 재료와 고가의 공정장비를 사용하기 때문에 상용화가 어려웠다.
연구진이 개발한 유·무기 하이브리드 탠덤 구조는 유기물 반도체의 저렴한과 무기물 반도체의 효율이 높은 장점을 하나의 소자 내에서 구동시키는 것이 핵심이다. 연결된 태양전지를 이어주는 접합면을 개발해 탠덤태양전지 분야 세계 최고 수준인 9.5%의 효율을 달성하는데 성공했다. 김홍곤 책임연구원은 "물분해를 통한 수소 생산에 활용되기에도 충분한 크기”라고 설명했다. 이도권 선임연구원은 "개발된 탠덤 소자는 그 자체로 매우 높은 전압을 나타내기 때문에 모듈화(일반적으로 태양전지로부터 고전압을 얻기 위해 단일접합 태양전지 여러 개를 직렬 연결하는 것)에 따른 저항손실 없이도 물분해 등에 적용될 수 있다”며 "다양한 단일접합 태양전지 기술이 발전함에 따라 탠덤화 플랫폼 기술의 수요도 증가할 것”으로 전망했다.
[원호섭 기자]