석상일 한국화학硏 책임연구원… ‘화학분자 교환법’ 새 공정 이용 효율 20.1% 세계 신기록 달성
‘마의 효율’로 불리는 20%를 넘겨 효율 20.1%를 달성한 페로브스카이트 태양전지. 차세대 태양전지 효율로는 세계 최고 기록을 세웠다. 한국화학연구원 제공
석상일 한국화학연구원 책임연구원(성균관대 에너지과학과 교수)
석상일 한국화학연구원 책임연구원(성균관대 에너지과학과 교수·사진)은 21일 “‘화학분자 교환법’이라는 새로운 공정을 이용해 효율 20.1%를 기록하는 데 성공했다”고 밝혔다. 태양전지 효율이 20.1%라는 것은 태양에너지를 100으로 볼 때 20.1만큼의 에너지를 전기로 바꿀 수 있다는 뜻이다.
화학분자 교환법은 일부 소재만 이용해 극도로 균일한 박막을 만든 뒤 태양전지로 만드는 데 꼭 필요한 화학분자를 추후에 삽입하는 방식이다. 처음부터 원료가 되는 모든 소재를 사용하는 기존 방식보다 박막을 더 균일하게 만들 수 있다.
페로브스카이트는 전기 전도성이 뛰어난 결정을 지칭하는 용어로, 페로브스카이트를 이용하는 태양전지 기술에서 우리나라가 세계적으로 가장 앞서 있다. 석 연구원은 1월 ‘네이처’에 페로브스카이트 태양전지의 효율이 18.4%를 기록했다고 발표했으며 넉 달 만에 20%를 넘기는 데 성공했다. 이번 연구 결과는 ‘사이언스 익스프레스’ 21일자에 실렸다.
현재 차세대 태양전지로는 대량생산이 용이한 유기태양전지나 안정성이 뛰어난 연료감응형 태양전지 등이 후보로 꼽힌다. 페로브스카이트 태양전지는 이들 중 에너지 효율이 가장 높다.
이우상 동아사이언스 기자 idol@donga.com