일본산업뉴스요약

일본 발 태양전지, 홍콩에서 성장하다
발전효율, 세계최고 수준으로

홍콩에서 일본산 신형 태양전지가 주목을 받고 있다. 유기재료를 주로 사용하는「페로브스카이트(Perovskite) 태양전지」로, 홍콩이공대학의 연구팀이 세계최고수준의 에너지 변환효율(발전효율)을 달성했다. 박막(薄膜)으로 곡면에 붙이기 쉬운 특성을 살려, 웨어러블(Wearable) 기기 등으로의 활용이 예상된다. 태양전지의 새로운 용도가 열릴 것으로 보고, 실용화를 서두르고 있다.

페로브스카이트 태양전지는 납 등의 금속원자와 브롬 등을 포함한 유기물을 조합한 결정체의 박막을 발전부에 사용한다. 원료를 인쇄처럼 칠하는 것만으로, 거의 다 만들 수 있기 때문에 제조비용은 저렴하다. 2000년에 도인요코하마대학 팀이 고안했다. 당초에는 발전효율이 5%에 못 미쳤으나, 2012년에는 10%를 훌쩍 뛰어넘었으며, 세계에서의 개발경쟁이 치열해 졌다.

홍콩 이공대의 서(徐)교수 팀은 페로브스카이트형(型)과 현재 주류인 실리콘 태양전지를 2중구조로 한 설계를 채용. 표면의 페로브스카이트 부분이 빛을 받아, 흡수 안되었던 빛도 하부의 실리콘 전지가 에너지로 변환시키는 시스템이다. 겹치게 하는 방법 등을 연구하여, 모듈 전체로 25.5%라는「세계최고」(서 교수)의 발전효율을 달성했다. 지금까지는 스위스 팀이 기록한 22.8%가 최고였다고 한다.

장점은 사용하기 편한 소재뿐 아니라, 발전비용도 일반적인 실리콘 전지보다 약 30% 낮아질 것이라고 홍콩 이공대는 미리 예측한다. 서교수는「웨어러블 기기뿐만 아니라, 가정용 센서 등, 폭넓은 용도로 응용할 수 있으며, 잠재시장은 무궁무진 하다」라고 말한다.

다만, 페브로스카이트 전지의 실용화에는 안전성 및 내구성에서의 과제는 남아있다. 안전 면에서는 세계적으로 규제가 엄격한 납을 사용하는 것에 대한 염려가 있다는 것 외에, 발전효율이 몇 일만에 떨어지는 것도 응용하는데 장애물이 되고 있다. 양산기술의 확립에는 기업과 산학연대 또한 열쇠가 될 전망이다.

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