“태양광 패널의 한계 극복 가능할 것”
[위클리서울=정상훈 기자] 과학자들이 태양광 패널의 한계를 극복할 수 있는 차세대 태양광 기술 ‘페로브스카이트 셀’(Perovskite cell) 개발에 한걸음 더 나아갔다고 밝혔다.
지난 22일(현지시간) 미국 과학전문지 SD(Science Daily)의 보도에 따르면 콜로라도 대학 연구원은 페브로스카이트 셀로 알려진 새로운 ‘태양전지’를 제조하는 혁신적인 방법을 공개했다. 이는 차세대 태양광 기술로 더 낮은 생산 비용으로 더 많은 태양에너지를 변환할 수 있는 잠재력을 지녔다.
현재의 태양광 패널은 실리콘으로 제작되는데 실리콘 패널은 태양 에너지를 전기로 변환할 수 있는 효율이 22%에 그친다. 이는 실리콘 패널이 햇빛 파장의 제한된 부분만 흡수할 수 있기 때문이다. 게다가 실리콘 패널은 생산 비용 또한 부담이 큰 편이다.
과학자들은 페로브스카이트 셀은 더 낮은 생산 비용으로 실리콘 패널보다 훨씬 더 많은 태양 에너지를 변환할 수 있다고 설명하며 ‘게임 체인저’로 적용될 수 있을 것이라 말한다.
페로브스카이트 셀은 전통적인 실리콘 전지 위에 태양전지를 쌓아 직렬 전지를 만드는 방식이다. 각각 태양 스펙트럼의 서로 다른 부분을 흡수하는 두 가지 재료를 겹겹이 쌓아 패널의 효율성을 50% 이상 증가시킨다.
콜로라도 대학의 마이클 맥기희(Michael McGehee) 연구원은 “우리는 석탄 발전소를 폐쇄하고 있어 전기자동차 등을 통해 급속도로 전기화가 진행되고 있다”며 “완전히 재생이 가능한 미래는 풍력 및 태양광 시장이 현재보다 최소 5~10배는 확장이 필요할 것”이라고 말했다.
그는 “유리판 반도체 코팅 공정을 통해 페로브스카이트가 산소와 반응하는 것을 방지해야하는데, 상업적 규모로 페로브스카이트를 제조하는데 있어 큰 어려움을 겪고 있다”며 “그러기 위해서는 업계가 태양전지의 효율성을 향상시켜야한다”고 덧붙였다.
일반적으로 상업용 실리콘 패널은 25년 후에도 성능의 80%는 유지가 가능하며 연간 효율성이 약 1%씩 손실된다. 반면 페로브스카이트 전지는 활용성이 더 높을뿐더러 제작 과정에서 DMAFo(디메틸암모늄 포메이트)를 첨가할 경우 햇빛에 700시간 노출돼도 효율성이 90% 유지되는 모습을 보였다.
이에 맥기희는 “실리콘 패널만큼 안정적이라고 말하기엔 이르지만 좋은 결과를 나타내고 있다”고 말했다.
한편, 페르보스카이트는 효율성이 높고 가격이 더 낮을 것으로 예상되며, 개발 후 전기차에 설치할 경우 지금의 태양광 패널보다 40km 이상의 효과를 불 수 있을 것으로 전망된다.