`하이브리드 태양전지` 기존보다 저렴하고 간단하게 만든다

신재생에너지로 각광받고 있는 태양전지를 기존보다 낮은 온도에서 간단하고 저렴하게 만드는 기술이 나왔다.
3일 한국연구재단은 연세대 윤성수 박사와 강달영 교수 연구팀이 저온 공정만으로도 에너지 변환 효율이 높은 실리콘-유기물 하이브리드 태양전지를 개발했다고 밝혔다. 현재 시장에서 주류를 차지하는 결정질 실리콘 태양전지의 장점은 최대한 살리고, 단점은 보완했다.
새로 개발된 실리콘-유기물 하이브리드 태양전지는 결정질 실리콘 기판 위에 유기 반도체 물질을 코팅해 만든다. 결정질 실리콘 태양전지에 비해 제작 과정이 단순하고 비용이 덜 든다는 강점이 있다. 실리콘 태양전지의 경우 900도 이상 고온과 진공을 이용하기 때문에 제작 공장이 복잡하고 비용도 많이 드는 반면, 하이브리드 태양전지는 130℃ 이하의 비교적 낮은 온도에서 공정이 가능하다. 다만 에너지 변환효율이 15% 수준에 머문다는 점이 한계로 꼽혔다.
연구팀은 이에 에너지 효율이 17.3%에 이르는 하이브리드 태양전지를 개발하는 데 성공했다. 후속 연구 결과 효율을 최대 18.5%까지도 끌어올릴 수 있는 것으로 확인됐다. 제작 공정은 단순화하면서도 에너지 효율을 실리콘 태양전지(20% 이상)에 근접한 수준으로 높인 것이다. 실리콘 표면을 계층적 구조(구조 위에 다른 구조가 있는 형태)로 만들어 태양 빛의 반사를 최소화 했다. 강달영 교수는 "휘어지고 늘어나는 유연한 태양전지 개발에 적용될 것으로 기대된다"고 말했다.
이번 연구는 국제학술지 '어드밴스드 에너지 머트리얼즈'(Advanced Energy Materials) 지난해 12월 7일자에 실렸다.
[김윤진 기자]