KIST, ‘유-무기 하이브리드 탠덤 태양전지’ 기술 개발…전지 효율 최고 9.5%까지

아주경제 김봉철 기자 = 국내 연구진이 태양전지의 효율을 높일 수 있는 ‘유-무기 하이브리드 탠덤(다중접합) 태양전지’ 플랫폼 기술에 성공했다.

한국과학기술연구원(KIST)은 24일 연구원 광전하이브리드연구센터 김홍곤 박사 연구팀이 이러한 연구 성과를 냈다고 밝혔다.

실리콘 태양전지와 같은 단일접합 태양전지는 낮은 에너지의 광자가 반도체에 흡수되지 못한 채 투과되고, 높은 에너지의 광자는 흡수된 후 열에너지로 낭비되는 한계가 있다.

이에 비해 ‘탠덤 태양전지’는 광 흡수 영역이 서로 보완적인 두 개 이상의 광흡수 반도체를 수직으로 쌓아 태양에너지 중 투과되는 손실과 열에너지로 낭비되는 손실을 최소한으로 줄이는 기술이다.

하지만 비싼 재료와 고가의 공정장비를 사용하기 때문에 우주선과 같이 제한된 곳에 활용될 뿐 널리 상용화되지 못했다.

연구팀은 저비용 유기물 반도체와 고효율 무기물 반도체를 결합한 유-무기 하이브리드 탠덤 태양전지 플랫폼 기술을 개발, 전지의 효율을 세계 최고 수준인 9.5%까지 극대화했다.

김홍곤 박사는 “이번에 개발된 탠덤 소자는 그 자체로 매우 높은 전압을 나타내기 때문에 물 분해 등에 적용될 수 있다”며 “다양한 단일접합 태양전지 기술이 발전함에 따라 탠덤화 플랫폼 기술의 수요도 증가할 것”이라고 내다봤다.

이번 연구 성과는 네이처 출판사에서 발행하는 ‘사이언티픽 리포트’(Scientific Reports) 11월 21일자 온라인판에 게재됐다.