[K-science ‘스타를 만나다’]⑨ ‘태양전지 신화를 쓴다’ 화학연 전남중 박사

[KBS 대전] [앵커]

대덕특구 출범 50년을 맞아 KBS대전이 마련한 '연중기획' K-사이언스 '스타를 만나다' 순서입니다.

대덕특구 과학자들을 통해 과학의 백년대계를 살펴보고 있는데요.

오늘은 차세대 신재생에너지의 핵심 기술인 '페로브스카이트 태양전지'를 개발 중인 한국화학연구원 전남중 박사를 박장훈 기자가 만났습니다.

[리포트]

1839년 러시아의 우랄산맥에서 처음 발견된 광물 '페로브스카이트'.

광물학자 '레프 페로브스키' 이름을 따서 명명했는데요.

빌딩이나 전기차의 유리창에 붙여 햇빛을 전기로 만들어 쓸 수 있는 차세대 태양전지의 핵심소자인데, 2026년 관련 시장 규모가 3조 원대로 예상되는 블루오션입니다.

페로브스카이트 태양전지는 기존 실리콘 태양전지에 비해 저온 용액 공정으로 만들기는 쉽지만 광전변환효율이 떨어져 아직 상용화가 어려운데요.

2021년 화학연 연구팀이 전 세계를 깜짝 놀라게 한 획기적인 용액증착법을 개발해 1㎠ 소자에서 23%의 세계 최고 효율을 기록하면서 대면적화의 가능성을 열어 '네이처' 표지논문에 실렸습니다.

[전남중/한국화학연구원 에너지소재연구센터 책임연구원 : "실험을 하다 제가 잘 안 됐는데 이 페로브스카이트 용액을 바이알(실험용기)에 버렸는데 우연히도 그 벽면에 페로브스카이트 층이 형성되는 걸 보고 아! 이건 '유레카' 라고 생각을 했습니다."]

이후 전 박사는 비용매 첨가로 전구물질을 개발하고, 전기 전도도를 높이는 이온성 액체 첨가물을 개발해 올해 200㎠ 이상 대면적에서 18.24% 라는 세계 최고 수준의 높은 효율을 달성했습니다.

[전남중/한국화학연구원 에너지소재연구센터 책임연구원 : "비용매를 적하하는 방법을 통해가지고 아주 매끈하고 균일한 그런 페로브스카이트 필름을 만들었던 게 저희의 비법이었습니다."]

전 박사는 요즘 OLED 제작 공정인 진공증착 방식에 도전하고 있습니다.

[전남중/한국화학연구원 에너지소재연구센터 책임연구원 : "용액 공정 대비해서 그 습도와 온도에 덜 민감한 장비이기 때문에 향후에 저희가 페로브스카이트 양산화 공정에 적극적으로 활용될 수 있는 그런 장비라고 할 수 있겠습니다."]

바쁜 연구 틈틈이 미래 꿈나무를 위한 교육 재능 기부와 헌혈 기부를 쉬지 않는 전 박사.

페로브스카이트 태양전지 홍보에도 열심입니다.

[전남중/한국화학연구원 에너지소재연구센터 책임연구원 : "저희가 실제 페로브스카이트 태양전지를 만들어서 시연하는 그런 모형입니다. 보시면 이렇게 (빛을) 태양전지에 갖다 대면 잘 움직여집니다."]

각종 우수연구자상을 휩쓸고 올해 화학연 최고 연구자상까지 받은 전 박사도 그동안 중압감이 컸다는데요.

[전남중/한국화학연구원 에너지소재연구센터 책임연구원 : "선후배 동료 연구원들이 대학으로 이제 일곱 분이 이직을 하게 됐고, 그래서 전체적인 과제 수주도 해야 되고 전체 연구원들을 핸들링해야 되기 때문에 그런 것들이 되게 이제 힘들었습니다."]

50년을 걸어온 대덕특구.

전 박사의 목표는 분명합니다.

[전남중/한국화학연구원 에너지소재연구센터 책임연구원 : "저희가 개발하고 있는 페로브스카이트 태양전지를 더욱더 대면적화, 고효율화해서 탄소 중립을 실현하고 상용화를 앞당기도록 하겠습니다."]

100년 대계를 위한 과제를 묻자 '연구자가 남고 싶은 출연연'을 강조합니다.

[전남중/한국화학연구원 에너지소재연구센터 책임연구원 : "최근에 실력 있는 젊은 연구자들이 출연연을 떠나가지고 대학이나 기업으로 많이 이직하는 실정인데요. 규제의 완화라든지 연구 성과에 대한 합당한 인센티브들이 필요할 것이라고 생각되고요. 이런 것들이 대덕특구의 미래를 밝게 하는 원동력이라고 생각합니다."]

박장훈 기자 (pjh@kbs.co.kr)