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#탠덤 태양전지

에너지연, 차세대 태양광 첨단 전략기술 산업생태계 강화 간담회 개최

한국에너지기술연구원은 21일 대전 태양광기업공동활용연구센터에서 '태양광 첨단 전략기술 산업생태계 강화 간담회'를 열었다. 간담회에는 김성환 기후에너지환경부 장관과 HD현대에너지솔루션, 한화솔루션, 오씨아이파워 등 산·학·연 관계자 40여 명이 참석했다. 참석자들은 결정질 실리콘 태양전지가 N-TOPCon, 이종접합(HJT), 후면전극(xBC) 등 고효율 기술로 진화하고 있으며 이것이 탠덤 기술로 가는 징검다리라는 점에 의견을 모았고, 실리콘 셀·모듈 제조 및 소부장 공급망 생태계 유지 필요성이 제기됐다. 김성환 장관은 국내 실증 인프라와 산·학·연 기술 역량을 모아 차세대 태양광 기술을 조기에 확보하겠다고 밝혔다. 간담회 장소인 대전 태양광기업공동활용연구센터는 50MW급 태양전지 제조 클린룸, M12 웨이퍼 처리가 가능한 100MW급 모듈 파일럿 라인, 탠덤 효율 측정 장비를 갖추고 있다.

9월 22일

태양광·풍력투데이에너지

김성환 기후에너지환경부 장관, 태양광 차세대 기술개발 현장 점검

기후에너지환경부는 김성환 장관이 21일 대전 유성구 한국에너지기술연구원 태양광기업공동활용연구센터를 방문해 국내 태양광 차세대 기술개발 현황을 점검한다고 밝혔다. 이 방문은 지난 10일 출범한 민관 협치기구 '태양광 산업경쟁력 강화 위원회'에 이은 것으로, 산업계와 연구계 간 협력 강화를 위해 마련됐다. 해당 연구센터는 연간 생산가능용량 기준 50MW급 태양전지 라인과 100MW급 모듈 라인을 갖추고 있으며, 2024년 준공 이후 고효율 실리콘 태양전지와 모듈 실증을 지원해왔다. 최근에는 차세대 탠덤 태양전지의 대면적 제조 장비와 국제 표준화 대응 설비를 구축했고, 지난 8일에는 '탠덤 태양광 모듈 성능평가 표준화 포럼'을 개최했다. 김 장관은 시설 점검 후 유관 기업·연구기관과 간담회를 갖고 현장 애로사항과 기술경쟁력 강화 방안을 논의할 예정이다.

9월 21일

태양광·풍력헬로디디

에너지연, 태양광 첨단 전략기술 산업생태계 강화 간담회 개최

한국에너지기술연구원은 21일 대전 유성구 태양광기업공동활용연구센터에서 '태양광 첨단 전략기술 산업생태계 강화 간담회'를 개최했다고 밝혔다. 간담회에는 김성환 기후에너지환경부 장관과 국내 태양광 기업·유관기관 관계자들이 참석했다. 참석자들은 고효율 실리콘 태양전지의 경쟁력을 높이는 동시에 차세대 탠덤 태양전지까지 국내 기술과 제조 기반을 확보하는 방안을 논의했다. 이번 간담회는 AI와 반도체, 데이터센터 등 첨단산업 성장을 배경으로 마련됐다.

9월 21일

태양광·풍력pv magazine

난징대, 대기 중 공정으로 33.3% 효율 페로브스카이트-실리콘 탠덤 셀 제작

중국 난징대 연구팀이 새로운 고분자 정공수송층(HTL) PNCC를 적용한 역구조(p–i–n) 페로브스카이트 상부셀 기반 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지를 개발했다. PNCC는 PACz와 트리아릴아민 단위를 1:3 몰비로 공중합한 소재로, PTAA의 젖음성 부족과 PACz 기반 자기조립단분자막(SAM)의 막 균일도 문제를 동시에 다루도록 설계됐다. 대기 중 블레이드 코팅으로 제작한 단일접합 소자는 효율 26.6%, 개방전압 1.21V, 단락전류밀도 26.1mA/cm², 충진율 84.1%를 기록했고 제3자 기관 인증 효율은 26.5%였다(PTAA 23.5%, Me-4PACz 24.1%). 2단자 탠덤 소자의 최고 효율은 33.3%, 독립 인증 효율은 33.0%이며 18개 소자 평균은 32.0%였다. 봉지된 탠덤 셀은 65℃ 대기 중 1-sun 조건에서 1,140시간 후 초기 효율의 85%를 유지했다. 연구 결과는 Nature Sustainability에 'Scalable ambient fabrication of single-junction and perovskite–silicon tandem solar cells'로 게재됐다.

9월 21일

태양광·풍력전기신문

김성환 기후부 장관, 탠덤 태양전지 연구센터 현장점검

기후에너지환경부는 21일 김성환 장관이 대전 유성구 한국에너지기술연구원 태양광기업공동활용연구센터를 방문해 차세대 태양전지 기술개발 현황을 점검했다고 밝혔다. 기후부는 지난 10일 국내 태양광 공급망 재건과 차세대 기술 선점을 목표로 민관 협치기구인 '태양광 산업경쟁력 강화 위원회'를 출범시켰다. 해당 연구센터는 태양전지 시제품의 공정과 성능을 양산 이전 단계에서 검증하는 시설로, 연간 생산능력 기준 50MW급 태양전지 셀 라인과 100MW급 모듈 라인을 갖추고 있다. 2024년 준공 이후 고효율 실리콘 태양전지와 모듈 실증을 지원해왔고, 최근에는 탠덤 태양전지 대면적 제조 장비와 국제 표준화 대응 설비를 구축했다. 현장 간담회에서는 탠덤 태양전지 조기 상용화를 위한 기술개발 애로사항과 산·연 협력 강화 방안이 논의됐다.

9월 21일

태양광·풍력전기신문

UNIST, 진공증착 패시베이션으로 페로브스카이트 태양전지 효율 26.05% 달성

UNIST 양창덕·최경진 교수팀은 패시베이션 물질을 진공에서 휘발시켜 페로브스카이트 표면에 증착하는 방식으로 태양전지 효율과 내구성을 높였다고 9월 20일 밝혔다. 연구팀은 패시베이션 물질 6종의 열 안정성과 휘발 특성을 비교해 '피페라지늄 다이아이오다이드(PDI)'를 선정하고 초당 0.01나노미터씩 쌓았다. 이 기술을 적용한 페로브스카이트 태양전지의 최고 효율은 26.05%로 같은 물질을 용액으로 처리한 25.43%보다 높았고, 페로브스카이트·실리콘 탠덤 전지는 공인효율 33.09%를 기록했다. 섭씨 65도 광조사 작동 시험에서 초기 효율의 90%를 유지한 시간은 1,005시간으로 용액 처리 전지보다 약 55% 길었다. 연구 결과는 Energy & Environmental Science에 9월 1일 출판됐으며 한국연구재단과 한국에너지기술평가원의 지원을 받았다.

9월 20일

태양광·풍력pv magazine

3nm 산화알루미늄 버퍼층 적용 반투명 페로브스카이트 셀 17% 효율

국제 공동 연구팀이 역구조 페로브스카이트 태양전지에서 C₆₀ 전자수송층과 스퍼터 증착 ITO 전극 사이에 원자층증착(ALD) 방식의 산화알루미늄(AlOₓ) 버퍼층을 적용했다. 연구팀은 AlOₓ를 1.5nm, 3nm, 5nm, 8nm, 15nm 두께로 제작해 버퍼층이 없는 셀 및 3nm·10nm·20nm SnOₓ 기준 소자와 비교했다. 저출력 마그네트론 스퍼터링 조건에서 3nm AlOₓ는 스퍼터 손상을 억제했으나 1.5nm는 그렇지 못했다. 3nm AlOₓ 소자는 20nm SnOₓ 소자와 유사한 성능을 보여 반투명 페로브스카이트 셀에서 17% 이상, 페로브스카이트-실리콘 탠덤 소자에서 26% 이상의 광전변환효율을 기록했다. 해당 연구는 'Sputter-resistant aluminum oxide layer enables robust perovskite tandem solar cells' 제목으로 Materials Today에 게재됐으며, 독일 슈투트가르트대학교, 율리히연구센터, Solarlab Aiko Europe, 포르투갈 INL이 참여했다.

9월 17일

태양광·풍력인더스트리뉴스

HD현대에너지솔루션, 양면 탠덤 태양전지 등 국책과제 참여

HD현대에너지솔루션이 차세대 초고효율 태양전지와 철도·해상 등 특수 설치환경용 태양광 모듈 관련 복수의 국책과제에 참여한다고 밝혔다. 이 가운데 '양면형 탠덤 태양전지 기술 개발 및 효율 검증' 과제에서는 주관기관을 맡았다. 해당 과제는 총사업비 127억원 규모로 국내 산·학·연 컨소시엄이 참여한다. 사업 기간은 2026년 7월부터 2029년 6월까지 36개월이다. 회사는 실리콘 단일접합 태양전지가 이론적 효율 한계에 근접한 상황을 배경으로 제시했다.

9월 16일

태양광·풍력전기신문

HD현대에너지솔루션, 탠덤·철도·해상 태양광 국책과제 다수 수행

HD현대에너지솔루션은 '양면형 탠덤 태양전지 기술개발 및 효율 검증' 과제의 주관기관으로 선정됐다고 9월 16일 밝혔다. 이 과제는 총사업비 127억원 규모로 국내 산·학·연 컨소시엄이 참여해 2026년 7월부터 2029년 6월까지 36개월간 진행되며, 상용 셀 면적에서 양면형 실리콘 기반 탠덤 셀 기술개발을 추진한다. 회사는 한국철도공사가 주관하는 '철도 레일 태양광 시스템 개발 및 실증' 과제에도 참여해 BC(Back Contact) 셀 기반 모듈 개발과 KS 인증 획득, 실증 모듈 제작을 담당한다. 해당 철도 과제에는 국가철도공단도 참여해 설치·시공·안전 가이드라인을 공동으로 마련한다. 이와 함께 HD현대에너지솔루션·에스에너지·신성이엔지가 공동 수행하는 '해상환경 고내구성 태양광 모듈 개발 및 실증' 과제에도 참여한다.

9월 16일

태양광·풍력pv magazine

난징대, 페로브스카이트-유기 탠덤 전지 효율 27.35% 기록

중국 난징대학교 연구진이 근적외선(NIR) 흡수를 강화한 저밴드갭 유기 하부셀을 적용해 페로브스카이트-유기 탠덤 태양전지를 제작했다. 연구진은 광학 밴드갭 1.23eV의 신규 비풀러렌 억셉터 'Zh-F'를 합성해 BTP-eC9, 고분자 도너 PM6와 3원 이종접합을 구성했으며, 이 유기 단일셀은 효율 19.84%, 개방전압 0.853V, 단락전류밀도 29.00mA/cm², 전압손실 0.510V를 나타냈다. 유리·ITO 기판 위에 NiOₓ, Ph-4PACz, 광대역 페로브스카이트 흡수층, C₆₀를 쌓은 상부셀(효율 19.45%)과 결합한 모놀리식 2단자 탠덤 소자는 효율 27.35%, 개방전압 2.16V, 단락전류밀도 15.35mA/cm², 충전율 82.39%를 기록했고, 기존 억셉터 기반 기준 소자는 25.69%였다. 교신저자 Qingdong Zheng은 이 소자의 공인 효율이 26.88%로 해당 구조에서 보고된 가장 높은 검증 효율이라고 밝혔으며, 미봉지 소자가 1-sun 연속 조사 약 744시간 후 초기 성능의 80%를 유지했다고 설명했다. 연구 결과는 학술지 Joule에 게재됐다.

9월 11일

태양광·풍력pv magazine

롱지·쑤저우대, 34.0% 페로브스카이트-실리콘 탠덤 셀 공개

중국 쑤저우대와 롱지(Longi) 연구진이 투명전도산화물(TCO)과 자기조립단분자막(SAM) 사이에 단사정계 산화지르코늄(ZrO2) 나노입자를 배치하는 계면 설계로 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지를 제작했다. 연구진은 ZrO2가 약 5.49eV의 넓은 밴드갭을 가져 가시광 흡수가 거의 없고, 다공성 구조가 페로브스카이트와 결함성 전도산화물의 직접 접촉을 줄여 누설 경로와 계면 재결합을 억제한다고 설명했다. 소자는 결정질 실리콘 하부셀과 역구조 p-i-n 페로브스카이트 상부셀로 구성됐으며, 표준 조도 조건에서 변환효율 34.0%, 개방전압 1.997V, 단락전류밀도 20.36mA/cm², 충진율 83.62%를 기록했다. 개방전압은 별도로 2.014V로 독립 인증됐고, 2000시간 후 초기 효율의 84%를 유지한 반면 대조군은 1000시간 후 70%로 저하됐다. 해당 연구는 학술지 Science Bulletin에 게재됐으며, 롱지는 7월 유럽집행위원회 JRC 산하 ESTI가 인증한 2단자 소자 35.5% 효율로 해당 분야 최고 기록을 보유하고 있다.

9월 10일

태양광·풍력이투뉴스

에너지연, 페로브스카이트/CIGS 탠덤 태양전지 공인효율 26.7% 달성

한국에너지기술연구원 태양광연구단은 페로브스카이트/CIGS 탠덤 태양전지에서 26.7%의 공인 효율을 달성했다고 9월 1일 밝혔다. 이 효율은 독일 프라운호퍼 태양에너지시스템연구소(ISE)의 인증을 받았고, 미국 국립록키연구소(NLR, 구 NREL)의 '태양전지 유형별 최고 효율 기록표'에 등재됐다. 지난해 서울대·KIST 공동연구팀이 기록한 26.3%를 넘어선 수치다. 연구진은 페로브스카이트와 CIGS 접합 계면의 열화와 구성층의 빛 흡수로 인한 성능 저하를 줄이기 위해 계면층 소재·공정 기술을 개발하고 상부 투명전극과 전하수송층 구조를 최적화했으며, 연구실 기준 광전변환효율은 27%로 측정됐다. 연구진은 박막 형태로 가볍고 유연하게 제작할 수 있어 건물일체형태양광(BIPV), 자동차, 소형 위성 등에 활용될 수 있다고 밝혔다.

9월 1일

태양광·풍력에너지데일리

에너지연, 페로브스카이트/CIGS 탠덤 태양전지 26.7% 효율 인증

한국에너지기술연구원 태양광연구단이 페로브스카이트/CIGS 탠덤 태양전지에서 26.7%의 공인 효율을 기록했다. 이 수치는 독일 프라운호퍼 ISE의 공식 인증을 받았고, 미국 국립록키연구소(NLR)가 발표하는 태양전지 유형별 최고 효율 기록표에 등재됐다. 지난해 서울대학교·한국과학기술연구원 공동연구팀이 같은 분야에서 기록한 26.3%를 상회하는 수치다. 연구진은 페로브스카이트 손상을 줄이는 계면층 소재와 공정 기술을 개발하고 상부 투명전극·전하수송층 구조를 최적화해 광전류 손실을 줄였으며, 연구실 기준으로는 27% 효율을 확인했다. 연구를 주도한 정인영 선임연구원은 계면 손실과 광학적 손실을 함께 줄여 효율과 안정성을 동시에 높인 점에 의미가 있다고 밝혔다.

9월 1일

태양광·풍력인더스트리뉴스

국내 연구진, 역구조 페로브스카이트 태양전지 계면 제어 기술 개발

한국에너지기술연구원 태양광연구실 홍성준 박사 연구진이 UNIST 박영석 교수, 군산대학교 이경구 교수 연구팀과 공동으로 역구조 페로브스카이트 태양전지의 효율과 안정성을 동시에 높이는 계면 제어 기술을 개발했다. 서로 다른 특성을 가진 두 유기 분자가 결정립계와 표면의 결함을 각각 제어하는 '쌍분자 패시베이션' 방식을 적용했다. 이를 통해 전하 손실을 줄이고 24.6%의 광전변환효율을 구현했다. 역구조 페로브스카이트 태양전지는 차세대 탠덤 태양전지의 핵심 기술로 언급되고 있다.

8월 28일

태양광·풍력pv magazine

무용매 공정 페로브스카이트-실리콘 탠덤 전지, 효율 27.3% 달성

독일 프라이부르크대와 프라운호퍼 ISE 연구진이 용매를 사용하지 않는 공정으로 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지를 제작했다. 페로브스카이트 층은 물리기상증착(PVD) 기반의 순차 증발로 형성했고, 정공수송층도 증발법으로 증착해 하부 계면의 용액 공정을 배제했다. 소자는 실리콘 이종접합(SHJ) 하부셀 위에 페로브스카이트 상부셀을 올린 모놀리식 2단자 구조로, EDAI 패시베이션층, C60 15nm 전자수송층, ALD SnOx 20nm, 스퍼터링 ITO 25nm, Ag 200nm 전극, MgF₂ 100nm로 구성됐다. 1cm² 소자는 표준 조건에서 광전변환효율 27.1%, 개방전압 1,903mV, 단락전류밀도 19.3mA/cm², 충전율 73.8%를 기록했고 질소 분위기 암소 보관 6,800시간 후 초기 효율의 97.06%를 유지했다. 인시추 XRD 분석 결과 텍스처링된 실리콘 기판이 평탄 기판보다 납-할라이드 전구체의 페로브스카이트 상 전환에 더 효과적이었으며, 열처리 중 할라이드 재분포가 관찰됐다. 연구 결과는 학술지 Joule에 게재됐다.

8월 28일