저비용 고효율 태양전지의 새시대를 만드는 페로브스카이트

전문가 제언

○ 지난 일년 유기금속삼할로겐화물 페로브스카이트 흡광제 기반의 고효율 고상 하이브리드 태양전지를 실현한 미래 유망 태양전지 분야에서 뜻밖의 혁신과 빠른 발전이 있었다. 이 글에서 페로브스카이트 태양전지 연구개발의 세계 최다 업적을 갖고 있는 분의 하나인 영국 Oxford 대학의 Henry J. Snaith 교수는 이러한 진보의 배경기술을 체계적으로 소개하고 있어 실리콘 태양전지 대체 기술의 중요한 정보를 주고 있다.

 

○ 금후 2~3년 내 태양전지 연구는 최저 원가를 유지하며 20%를 넘는 효율을 보일 것이다. 페로브스카이트 기반 기술의 안정성이 입증될 수 있으면 최저 원가의 태양 에너지 제조사도 등장할 것이다. 이미 금년 5월 미국 National Renewable Energy Laboratory는 단일접합 페로브스카이트 태양전지 분야에서 연속 2회 한국의 세계 기록을 공인하였다.

 

○ KRICT(한국화학연구원)의 석상일 박사 팀이 세운 효율 16.2% 세계 공인기록이 17.9%로 갱신되어 공인받았고, 성균관대학교 박남규 교수팀도 효율 17.01%를 공인받았다. 한편 오랜만에 미국도 University of California, Los Angeles의 Yang Yang 교수팀이 아직 공인은 못 받았으나 효율 19.3% 달성을 보고하였다.

 

○ 미국 Stanford 대학교 Michael McGehee 교수는 탠덤 셀에서 하부의 서브 셀 구리인듐갤륨셀렌화물(CIGS) 위에 위치한 페로브스카이트로 효율 18.6%를 보고하였다. CIGS는 단일 접합 효율이 17%로 큰 기여는 하지 못하였으나 효율 20%를 향한 전진은 금년 내 희소식을 들을 수 있을 것 같아 암울했던 국내 상황에 과학계가 밝은 희망을 주고 있다.

 

○ 이 글은 페로브스카이트 감응 태양전지, 메조슈퍼구조 태양전지(MSSC), 박막평면형 p-i-n형 구조, 그리고 다중접합 구조 등으로 진화하는 페로브스카이트 태양전지의 원리를 소개하고 각 단계에서의 핵심개념을 쉽게 설명하여 이 기술의 미래 향방을 가늠할 수 있게 하였다. 금후 효율 25% 달성의 길과 이를 위해 해결해야 할 도전도 제시하였다. 석유 한 방울 나지 않는 우리나라에선 에너지 문제 해결에 국가의 총력을 기울여야 하는데 우리 과학계는 세계적 실력을 충분히 보여주고 있다.

저자

Henry J. Snaith

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2013

권(호)

4()

잡지명

The Journal of Physical Chemistry Letters

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

3623~3630

분석자

변*호

분석물

• 저비용 고효율 태양전지의 새시대를 만드는 페로브스카이트.pdf [407,332 byte]

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