한일 산학공동연구로 '고효율 하이브리드 태양광기술' 개발

韓성균관대, 日카네카(주) 손잡고 세계 최고수준 기술 개발

[ 김봉구 기자 ] 한일 양국 대학과 산업체가 공동연구를 통해 고효율 하이브리드 태양광 발전기술을 개발했다. 상용화되면 태양광 산업 발전을 이끌 기술로 기대된다.

성균관대는 이 대학 박남규 교수(사진) 연구팀이 일본 화학회사 카네카(주)와의 공동연구를 통해 기술 개발에 성공했다고 15일 밝혔다.

공동연구팀은 페로브스카이트 태양전지와 실리콘 태양전지를 광학적 스펙트럼 분리장치를 이용해 하이브리드 태양광 시스템으로 제작, 28%의 고효율을 달성했다.

페로브스카이트는 부도체·반도체·도체의 성질을 함께 지니고 초전도 현상까지 보이는 특별한 구조의 금속 산화물. 특히 양이온에 유기물을 사용하면 태양전지 특성이 우수한 물질이 된다.

박 교수팀이 2012년 고체형 페로브스카이트 태양전지를 최초로 개발한 바 있다. 저비용 고효율의 태양전지 신기술로 세계적 관심을 받고 있다.

광학분리 하이브리드 기술 실사 및 설명. / 성균관대 제공

박 교수팀은 선택적으로 투과 또는 반사되는 파장을 조절할 수 있는 광학분리장치를 이용해 고효율 태양광 발전장치 개발에 성공했다. 이 시스템을 통해 광학분리장치가 550나노미터 미만의 빛은 페로브스카이트 태양전지에, 550나노미터 이상의 빛은 실리콘 태양전지에 입사하도록 광분리 하면 하이브리드 태양전지의 최대 효율을 얻을 수 있다.

이번 연구 성과는 세계 최고 수준으로 평가된다. 페로브스카이트 태양전지의 발생 전압이 1.2 볼트 이상이 되면 30% 이상의 효율도 가능해 실질적 상용화가 가능할 전망이다.

성균관대는 지난 2010년부터 카네카로부터 투자받아 카네카/SKKU 인큐베이션센터를 설립해 차세대 디스플레이와 에너지 관련 공동연구를 진행하고 있다. 미래창조과학부의 기후변화대응사업 지원을 받아 수행된 이 연구 결과는 13일 국제학술지 ‘어플라이드 피직스 레터(Applied Physics Letters)’에 게재됐다.

한경닷컴 김봉구 기자 kbk9@hankyung.com
기사제보 및 보도자료 open@hankyung.com