국내 대학 연구진이 높은 온도와 습한 환경에서도 성능이 잘 떨어지지 않는 차세대 태양전지를 개발했다. 발전 효율과 내구성을 동시에 높여 태양광 발전의 상용화 가능성을 높였다는 평가다.

고려대학교는 이 대학 화공생명공학과 임상혁 교수 연구팀이 태양빛을 전기로 바꾸는 효율이 높고 열과 습기에 강한 새로운 태양전지 제작 기술을 개발했다고 19일 밝혔다.

차세대 태양전지 소재로 주목받는 납·주석 기반 소재는 이론적으로 발전 효율이 높다. 하지만 제작 과정에서 성분이 고르게 섞이지 않아 성능이 떨어지는 문제가 있었다. 특히 면적이 커질수록 효율과 내구성이 낮아져 상용화의 걸림돌로 지적돼 왔다.

연구팀은 태양전지를 만드는 과정에서 성분이 분리되지 않도록 하는 새로운 공정을 개발했다. 이를 통해 태양전지 내부 성분을 균일하게 유지하고 전력 손실을 줄이는 데 성공했다.

그 결과 연구팀이 제작한 태양전지는 전력 변환 효율 19.37%를 기록했다. 이는 현재까지 보고된 같은 종류의 무기물 기반 태양전지 가운데 세계 최고 수준이라고 연구팀은 설명했다.

대형 태양광 모듈에서도 17.03%의 효율을 기록해 실제 생산 공정 적용 가능성도 확인했다.

내구성도 높아 섭씨 85도의 고온과 습도 85% 환경에서 1000시간 이상 작동한 뒤에도 초기 성능의 약 87%를 유지했다는 것이 연구팀의 설명이다.

임상혁 교수는 “고효율과 높은 내구성을 동시에 확보한 성과”라며 “대면적 생산이 가능한 차세대 태양광 발전 기술 상용화에 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구 결과는 재료공학 분야 국제학술지 InfoMat에 게재됐다.