GIST 개발 태양전지 모듈, 세계 최고 효율 인증 받아

광주과학기술원(GIST)은 강홍규 책임연구원과 이광희 교수 연구팀이 공동 개발한 대면적 유기 태양전지가 비할로겐 용매 모듈 분야에서 세계 최고 효율을 달성해 국내 유일의 태양전지 효율 측정기구인 KOLAS(한국인정기구)의 공식 인증을 받았다고 6일 밝혔다.

최고 효율 인증을 받은 태양전지는 인체와 환경에 유해한 기존 할로겐 용매 대신 비할로겐 용매를 사용한 것으로, 유기 태양전지 모듈 약 200㎠ 크기에서 12%의 효율을 달성했다.

유기 태양전지는 기존 실리콘 태양전지에 비해 제작 비용이 저렴하고 가벼우면서 유연할 뿐 아니라 투명한 장점이 있다.

특히 낮은 조도 환경에서 발전할 수 있어 약 13% 효율만으로 이미 상용화된 실리콘 태양전지와 유사한 연간 발전량을 확보할 수 있다. 또한 기존 실리콘 태양전지의 하루 평균 최대 발전 시간인 약 3.5시간보다 5시간 가량 더 오래 발전이 가능하다.

기존 유기 태양전지 모듈은 크기가 커질수록 낮은 효율성과 클로로벤젠, 디클로로벤젠 등 독성이 강한 할로겐 유기 용매를 사용해 작업자 건강에 유해하고, 발생하는 증기나 부산물로 환경이 오염될 수 있어 상용화에 어려움이 있었다.

이에 반해 비할로겐 용매로 제작된 유기 태양전지는 기존 실리콘 태양전지의 10분의 1 수준에 해당하는 저렴한 제조 비용과 유연한 필름 형태로 다양한 장소에 시공이 가능하다.

강홍규 GIST 책임연구원은 "비할로겐 용매로 공정 최적화를 통해 14% 이상의 모듈 효율을 달성해 추가 인증 절차를 진행할 예정"이라며 "우리나라도 대면적 유기 태양전지 모듈 제조를 위한 상용화 R&D 투자와 관련 지원 정책의 재검토가 필요하다"고 말했다.

이준기기자 bongchu@dt.co.kr