`호라이즌 유럽` 참여… 에너지硏, 태양전지 효율·무게 한계 깬다

에너지연, 독일 등 유럽과 유연 탠덤 태양전지 개발
3년 간 호라이즌 컨소시엄 수행..글로벌 R&D 가속화

한국에너지기술연구원이 EU의 대표적인 국제 공동연구 프로그램인 '호라이즌 유럽' 중 고성능 유연 탠덤 태양전지 기술 연구 컨소시엄에 선정됐다. 사진은 컨소시엄 관계자들이 17∼18일 오스트리아에서 글로벌 컨소시엄 회의를 하는 모습. 에너지연 제공

한국에너지기술연구원이 세계 최고 수준의 태양전지 기술력을 인정받아 유럽의 유수 연구기관들과 컨소시엄을 통해 고효율 유연 태양전지 개발에 나선다.

에너지연은 유럽연합(EU)의 대표적인 국제공동연구 프로그램인 '호라이즌 유럽' 중 고성능 유연 탠덤(다중접합) 태양전지 기술 선도를 위한 컨소시엄에 공식 선정됐다고 22일 밝혔다.

호라이즌 유럽은 1984년부터 시작된 EU의 다자 연구혁신 재정지원프로젝트로, 개별 회원국이 추진하기 어려운 연구혁신 사업을 EU 차원에서 추진해 유럽의 과학기술 역량 향상과 연구자 간 네트워크 강화를 위해 시작됐다. 우리나라는 2022년 2월 호라이즌 유럽 준회원국 가입 의향을 전달했고, 이듬해인 2023년 5월 한-EU 정상회담을 통해 가입 현상을 진행하고 있다.

에너지연이 참여하는 컨소시엄은 단일접합 태양전지의 효율 한계와 한정적 사용 환경을 동시에 해결하는 '초경량 유연 탠덤 태양전지' 개발을 목표로 지난달부터 3년 간 진행된다. 컨소시엄에는 독일 최대 국책 연구조직인 헬름홀츠 연구회 산하 헬름홀츠 베를린 재료·에너지 연구소(HZB)와 유럽의 산학연 13개 기관이 참여한다.

에너지기술연은 지난 17∼18일 오스트리아 인스부르크에서 착수회의를 갖고 컨소시엄 참여 연구자들과 연구전략과 방향에 대해 논의했다.

국제 공동연구팀은 CIGS(구리·인듐·갈륨·셀레늄) 박막과 페로브스카이트 박막을 순차적으로 적층하는 구조를 집중 연구해 초고효율을 달성할 계획이다. 세계적으로 활발하게 연구되는 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지는 이미 헬름헬츠 재료·에너지연구소 등 선도 연구기관들이 30% 이상의 높은 효율을 달성했다. 하지만 초경량 유연 박막으로는 높은 수준의 효율을 실현하지 못하고 있다.

에너지연은 세계 최고 수준의 유연 CIGS 박막 태양전지와 페로브스카이트 태양전지 기술을 보유하고 있으며, 이를 접합한 4단자형 페로브스카이트, CIGS 탠덤 태양전지로 24.5%의 고효율을 달성하는 성과를 거둔 바 있다. 아울러 컨소시엄에 참여하고 있는 독일 헬름헬츠 재료·에너지연구소(HZB)와 지난 10년 간 박막 태양전지, 우주용 경량 태양전지 등의 분야에서 연구협력을 이어오고 있다. 두 기관은 컨소시엄에서 하부셀 고도화와 상부셀 적층기술 개발에 협업할 계획이다.

컨소시엄에 참여하는 곽지혜 에너지연 태양광연구단장은 "이번 협력사업은 고성능, 초경량, 유연 다중접합 태양전지 기술을 개발해 민간과 국방, 우주·항공 분야를 포함한 다양한 분야에서 활용돼 차세대 태양광 시장 개척의 시금석이 될 것"이라고 말했다.

이창근 에너지연 원장은 "국가전략과 국가 과학기술 정책방향에 부응하는 이번 호라이즌 유럽 협력사업을 통해 유럽 선도기관과 글로벌 네트워크를 강화하고, 탄소중립 기술혁신에 기여하겠다"며 "한·유럽 과학기술 협력관계를 보다 강화하고, HZB와는 수소, 이차전지, 촉매 등 청정 에너지 기술 분야에서 협력을 확대해 나가겠다"고 밝혔다.

이준기기자 bongchu@dt.co.kr