HD현대엔솔, 한국화학연구원과 '건식증착 탠덤 태양전지' 최고 효율 구현

대면적화 및 공정 재현성 확보 유리

HD현대의 태양광 전문 계열사인 HD현대에너지솔루션 이 최근 한국화학연구원과 공동으로 건식 진공증착 방식을 활용한 실리콘-페로브스카이트 탠덤(Tandem) 태양전지 핵심 기술 구현에 성공했다고 20일 밝혔다.

HD현대에너지솔루션이 한국화학연구원과 공동제작한 탠덤 셀(왼쪽)과 HD현대에너지솔루션이 제작한 HJT 셀(오른쪽). HD현대

이번 성과는 차세대 태양전지 상용화를 앞당길 핵심 기술로 유기발광다이오드(OLED) 양산 공정에서 활용되는 건식 진공증착 기술을 탠덤 태양전지 제작에 적용해 기존 용액공정 대비 대면적화와 안정성 확보에 유리한 점이 특징이다.

탠덤 태양전지는 실리콘 셀 위에 페로브스카이트 층을 쌓아 직렬로 연결하는 구조로 태양광 흡수 대역을 확장해 기존 실리콘 셀 대비 최대 2배에 가까운 발전 효율을 기대할 수 있다. 현재 전 세계적으로 약 99%의 페로브스카이트 셀이 습식 용액공정을 기반으로 하지만 해당 방식은 대면적화 및 공정 재현성 확보가 어려워 상용화에 제약이 있었다.

공동 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 OLED 양산 공정에서 검증된 건식 진공증착 기술을 응용해 균일한 페로브스카이트 박막을 제작하는 데 성공했다. 이를 HD현대에너지솔루션이 보유한 고효율 헤테로정션(HJT) 실리콘 셀에 접목함으로써 건식증착 공정 탠덤 구조에서 세계 최고 수준인 28.7% 효율을 구현했다. 양사는 해당 기술을 바탕으로 30% 이상 공인 효율 달성을 목표로 하고 있으며, 향후 상용화를 위한 대면적화 및 모듈화 공정 기술 개발을 본격적으로 추진할 계획이다.

심성아 기자 heart@asiae.co.kr