화학적으로 쉽게 합성되는 소재를 이용한 높은 효율의 태양전지를 제조할 수 있는 신규 공정기술이 한국화학연구원(원장 이규호) 연구진에 의해 개발되었다.

한국화학연구원 석상일 박사(성균관대학교 에너지과학과 교수 겸직)가 주도하고 양운석 박사과정, 노준홍 박사가 공동 제1저자로 참여한 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 글로벌연구실사업 및 글로벌프론티어사업(멀티스케일에너지시스템연구단)과 한국화학연구원 KRICT 2020 사업의 지원으로 수행되었고, 연구 결과는 국제학술지 사이언스 5월 21일자(현지시각 오후 2시) 익스프레스판에 게재됐다.

이 기술은 기존에 쓰이던 페로브스카이트(perovskite) 태양전지 소재의 특성을 더욱 향상시킨 소재 합성 공정기술로서, 넓은 파장대의 태양광도 흡수를 가능하게 하여 효율을 높였다.

페로브스카이트는 반도체·부도체의 성질은 물론 초전도 현상까지 보이는 특별한 구조의 물질로 AMX3 화학식을 갖는 구조체이다. 

‘사이언스’지에 게재된 ‘화학분자 교환법’은 고품질 화학물질* 을 제조하기 위해, 서로 다른 화학분자가 순간적으로 교환될 수 있도록 공정 설계, 결함이 적고 결정성이 우수한 화학물질을 제조하는 방법이다. 

새롭게 개발된 태양전지의 에너지 변환 효율은 20.1%로 NREL 공식 인증되었으며, 기존에 상용화된 태양전지의 제조 공정과 비교해 효율은 비슷하나 훨씬 저렴하게 제조할 수 있는 기술이다.