페로브스카이트·나노잉크…차세대 태양광, 효율 한계 넘는다

기존 실리콘 태양광 패널의 효율 한계를 극복하기 위한 차세대 기술들이 상용화 단계에 접어들고 있다.

19일(현지시간) 파이낸셜타임스(FT)에 따르면, 페로브스카이트를 결합해 효율을 높인 '탠덤 셀'과 나노잉크로 인쇄 가능한 초박형 '인쇄형 셀'이 새로운 대안으로 떠오르고 있다.

독일 베를린 외곽의 한 기업은 기존 실리콘 웨이퍼에 페로브스카이트 반도체 소재를 결합한 탠덤 태양광 셀을 세계 최초로 상업 생산하고 있다. 이 기술은 기존 실리콘 셀보다 발전량을 20% 이상 높일 수 있다.

이 회사는 탠덤 셀의 가격이 기존 제품보다 20~50% 비싸지만, 장기적으로 더 높은 발전 효율 덕분에 전체 시스템 비용 대비 에너지 생산 단가는 더 저렴하다고 설명했다. 이 회사는 지난해 미국 전력회사에 상업용 제품을 처음으로 공급했다.

페로브스카이트는 열에 취약하고 안정성이 떨어지는 단점이 있었으나, 이 회사는 10년간의 연구 끝에 내구성을 강화하는 데 성공했다고 밝혔다. 베를린의 한 청정에너지 센터 연구진은 페로브스카이트가 성능 저하 시 스스로 회복하는 특성을 발견했다며 '태양에너지 소재 연구의 새로운 패러다임'이라고 평가했다.

스웨덴 스톡홀름의 다른 기업은 나노입자 잉크를 활용해 종이처럼 얇고 유연한 태양광 셀을 개발했다. 이 셀은 일반 인쇄 기술로 헤드폰, 스피커, 센서 등 다양한 기기 표면에 적용할 수 있다.

이 인쇄형 셀은 실리콘이나 독성 물질, 희토류 없이 제작되며 실내외 모든 빛을 전기로 변환한다. 스마트폰과 같은 고전력 기기를 단독으로 구동하긴 어렵지만, 이미 수십만 개의 소형 전자기기에 탑재돼 충전 케이블이나 배터리 등 전자 폐기물을 줄이는 데 기여하고 있다.

전문가들은 중국산 실리콘 패널의 과잉 공급과 일부 국가의 화석연료 지원 정책 부활 등 도전 과제에도 불구하고, 기술 발전이 가져올 경제적 이익이 결국 태양광 에너지 전환을 이끌 것이라고 전망했다. 한 전문가는 FT에 "에너지 전환을 위해서는 현재 과잉 공급된 양보다 2~4배 더 많은 제조 역량이 필요하다"고 지적했다.