HD현대에너지솔루션, ‘OLED 공정’ 응용해 차세대 태양 전지 세계 최고 효율 달성

▲공동 제작한 탠덤 셀(오른쪽)과 HD현대에너지솔루션이 제작한 HJT 셀(왼쪽). 사진=HD현대에너지솔루션 제공

HD현대에너지솔루션이 한국화학연구원(화학연)과 손잡고 차세대 태양전지 상용화의 핵심 기술을 확보했다.

HD현대에너지솔루션은 '건식 진공 증착' 방식을 이용한 실리콘-페로브스카이트 탠덤(Tandem) 태양전지로 28.7%의 효율을 구현하는 데 성공했다고 20알 밝혔다. 이는 건식 증착 공정 기반 탠덤 태양전지로는 세계 최고 수준의 효율이다.

탠덤 태양전지는 기존 실리콘 태양전지 셀 위에 페로브스카이트 층을 쌓아 올려, 더 넓은 대역의 태양광을 흡수해 발전 효율을 극대화하는 차세대 기술이다. 하지만 현재 전 세계 페로브스카이트 셀의 99%가량을 차지하는 '습식 용액 공정'은 용액을 도포하는 방식의 한계로 인해 대면적화가 어렵고 안정성이 낮아 상용화에 큰 걸림돌이 있었다.

공동 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 양산 공정에서 검증된 '건식 진공 증착' 기술을 태양 전지 제작에 성공적으로 적용했다. 이 방식은 대 면적화에 유리하고 안정성이 높아 차세대 태양 전지 상용화 경쟁에서 우위를 점할 수 있는 혁신적인 공법으로 평가받는다.

연구팀은 HD현대에너지솔루션이 보유한 고효율 헤테로정션(HJT) 실리콘 셀 위에 건식 증착 방식으로 균일한 페로브스카이트 박막을 형성해 28.7%의 고효율을 달성했다.

양사는 이번 성과를 바탕으로 향후 30% 이상의 공인 효율 달성을 목표로 하고 있으며, 상용화를 위한 대면적 셀과 모듈화 공정 기술 개발을 본격적으로 추진할 계획이다.

HD현대에너지솔루션 관계자는 “화학연과의 협력으로 차세대 탠덤 태양전지 분야에서 기술 선도 기업으로 도약할 기반을 마련했다"며 “실리콘 태양광 기술 고도화와 더불어 차세대 탠덤 기술 상용화를 위한 연구개발을 적극 추진할 것"이라고 말했다.

박규빈 기자 kevinpark@ekn.kr