한국, 차세대 태양전지 기술로 '전기요금 반값' 시대 여나…세계 최고 효율 달성 쾌거
primefocus24 | 2025-11-25 | Editor: JGM A.J.C
- 세계 신기록 경신: 한국 연구진이 기존 실리콘 태양전지의 한계를 뛰어넘는 '페로브스카이트' 태양전지 분야에서 세계 최고 광전변환효율을 달성하는 기염을 토했다.
- 저렴한 생산 단가: 신기술은 비싸고 무거운 기존 패널과 달리, 가볍고 유연하며 저렴한 용액 공정으로 생산 가능해 상용화 시 발전 단가를 획기적으로 낮출 수 있다.
- 미래 에너지 주도권 확보: 이번 성과는 국내 에너지 자립도를 높이고, 차세대 태양광 시장의 글로벌 주도권을 확보하는 중요한 발판이 될 것으로 기대된다.
전기요금 급등으로 인한 시름이 깊어지는 가운데, 국내 연구진이 차세대 태양전지 기술 개발에서 세계적인 성과를 거두며 에너지 비용 절감의 청신호를 켰다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 석상일 특훈교수 연구팀은 최근 '페로브스카이트 태양전지' 분야에서 세계 최고 공인 효율인 26.1%를 달성했다고 밝혔다. 이는 기존 실리콘 태양전지의 이론적 한계에 근접하는 수치로, 상용화 시 '전기요금 반값' 시대를 열 수 있는 핵심 기술로 평가받고 있다.
꿈의 신소재 '페로브스카이트'란 무엇인가?
페로브스카이트는 특정 결정 구조를 가진 반도체 물질로, 빛을 전기로 바꾸는 광전변환효율이 매우 뛰어나 '꿈의 신소재'로 불린다. 기존 태양광 시장의 90% 이상을 차지하는 실리콘 태양전지는 무겁고 단단하며, 복잡한 고온 공정을 거쳐야 해 생산 비용이 높다는 단점이 있었다.
반면, 페로브스카이트 태양전지는 가볍고 유연하며, 심지어 반투명하게 제작할 수 있어 건물 외벽이나 창문, 웨어러블 기기 등 다양한 곳에 적용할 수 있다. 무엇보다 저렴한 용액을 인쇄하듯 코팅하는 방식으로 대량 생산이 가능해, 생산 단가를 획기적으로 낮출 수 있다는 점이 가장 큰 장점이다.
한국의 기술력, 세계를 선도하다
그동안 페로브스카이트 태양전지는 높은 효율에도 불구하고 수분과 열에 약해 안정성이 떨어진다는 문제가 상용화의 가장 큰 걸림돌이었다. 하지만 국내 여러 연구기관과 기업들이 이 문제를 해결하기 위해 부단한 노력을 기울여왔다.
특히 UNIST 연구팀은 페로브스카이트 소재 내의 결함을 줄이고 안정성을 높이는 새로운 공정 기술을 개발하여 세계 최고 효율을 경신하는 쾌거를 이뤘다. 이 외에도 한국화학연구원, 고려대학교 등 국내 유수의 연구팀들이 연이어 효율과 안정성을 개선한 연구 결과를 발표하며 기술 개발을 선도하고 있다.
차세대 태양전지 기술 비교
페로브스카이트 태양전지의 잠재력은 기존 기술과의 비교를 통해 더욱 명확해진다. 생산 비용, 효율, 적용 가능성 등 여러 면에서 압도적인 장점을 가지고 있다.
| 구분 | 실리콘 태양전지 | 페로브스카이트 태양전지 |
|---|---|---|
| 최고 효율 | 약 26~27% (이론한계 근접) | 26.1% (지속적 상승 중) |
| 생산 공정 | 고온, 고진공의 복잡한 공정 | 저온 용액 공정 (인쇄 방식 가능) |
| 생산 비용 | 높음 | 매우 낮음 (실리콘의 1/3 이하 목표) |
| 형태 | 단단하고 무거움 (경직성) | 가볍고 유연함, 반투명 가능 |
| 주요 과제 | 생산 단가 절감, 효율 한계 | 장기 안정성 및 내구성 확보 |
상용화 전망과 남은 과제
세계 최고 효율 달성은 분명 괄목할 만한 성과지만, 본격적인 상용화를 위해서는 넘어야 할 산이 남아있다. 바로 '장기 안정성' 확보다. 현재 실험실 수준에서는 높은 효율과 안정성을 입증했지만, 수십 년 동안 야외 환경에 노출되어도 성능 저하 없이 발전을 지속할 수 있음을 증명해야 한다.
정부와 기업의 과감한 투자와 협력 역시 필수적이다. 한화큐셀과 같은 국내 대기업들도 페로브스카이트 태양전지 기술에 대한 투자를 확대하며 상용화에 속도를 내고 있다. 전문가들은 향후 3~5년 내에 초기 상용화가 시작될 수 있으며, 10년 안에는 기존 실리콘 시장을 상당 부분 대체할 수 있을 것으로 전망하고 있다.
Editor's Viewpoint
이번 세계 최고 효율 달성은 단순한 기술적 진보를 넘어선다. 화석연료 의존도를 낮추고 에너지 안보를 강화해야 하는 대한민국의 입장에서 이는 '에너지 독립'을 향한 중요한 이정표다. 페로브스카이트 태양전지 상용화는 전기요금 인하라는 국민적 염원에 답하는 동시에, 관련 산업 생태계를 육성하고 양질의 일자리를 창출하는 기회가 될 것이다. 이제는 실험실의 성과가 우리 실생활에 적용될 수 있도록, 정부의 정책적 지원과 산업계의 과감한 투자가 그 어느 때보다 절실한 시점이다.
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