[에이티엔뉴스=이기종 기자] 한국에너지기술연구원(KIER, 원장 이창근)은 초경량 유연 다중접합 태양전지 개발을 위해 독일 헬름홀츠 베를린 재료·에너지 연구소(HZB) 등 유럽기관과 협력을 추진한다고 22일 밝혔다.

이번 한국에너지기술연구원의 초경량 유연 다중접합 태양전지 공동 연구는 유럽연합(EU) ’호라이즌 유럽‘ 프로그램 중 고성능 유연 탠덤 태양전지 기술 선도를 위한 컨소시엄의 과제이며 세계 최고 에너지 국책 연구기관인 독일 헬름홀츠 베를린 재료·에너지 연구소(HZB) 등 유럽 산·학·연 기관이 참여한다.

유럽연합(EU)의 ‘호라이즌 유럽(Horizon Europe)’은 지난 1984년부터 시작된 유럽연합 다자 연구혁신 재정 지원 사업이며 개별 회원국이 추진하기 어려운 연구혁신 사업을 유럽연합 차원에서 추진함으로써 유럽의 자체 과학기술 역량과 추진력을 확보하고 유럽 연구자 간 결속을 추진하는 사업이다.

이번 컨소시엄이 추진하는 사용처 다변형 고출력 탠덤 태양광 모듈 기술(SOLMATES, Scalable High-power Output and Low cost MAde-to-measure Tandem Solar Modules Enabling Specialized PV Applications) 과제는 통상의 단일접합 태양전지가 가진 효율의 한계와 한정적인 사용 환경을 동시에 극복하는 ‘초경량 유연 태양전지 개발’을 목적으로 2023년 12월부터 3년간 수행된다.

총괄기관은 오스트리아(Universitat Innsbruck)이며, 독일 HZB(Helmholtz-Zentrum Berlin fur Materialien und Energie GmbH)와 네덜란드 TNO(Nederlandse organisatie voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek)가 주축이 된 컨소시엄으로 에너지연은 핵심 참여기관인 HZB와 함께 ‘다중접합 태양전지용 초경량 유연 하부 태양전지 고도화‘에 참여한다.

한국에너지기술연구원이 참여하는 과제의 핵심인 초경량 유연 다중접합(탠덤, Tandem) 태양전지 개발은 연구진은 구리 인듐 갈륨 셀레늄 태양전지(copper indium gallium selenide solar cell, CIGS) 박막(thin film)과 페로브스카이트 태양전지(perovskite solar cell) 박막(thin film)을 순차적으로 적층하는 구조를 집중적으로 연구한다.

이를 위해 지난 17일~18일 양일간 오스트리아 인스브루크에서 착수회의를 갖고 구체적인 연구전략 방향을 논의했다.

컨소시엄에 참여한 연구기관 중 독일 헬름홀츠 베를린 재료·에너지 연구소(HZB)는 세계 최고 에너지 국책 연구기관으로 독일 4대 연구회 중 하나이자 최대 연구조직인 헬름홀츠 연구회 산하, 소재 및 에너지 분야 전문연구조직이다.

독일 HZB 연구소는 지난 2022년 12월 탠덤 태양전지 32.5% 변환효율을 달성하는 등 차세대 태양전지 기술 분야를 세계적으로 선도하고 있고 국내에서는 국내 최대 태양광 기업인 한화큐셀과도 탠덤 태양전지 기술개발 협력 중이며 태양광 분야뿐만 아니라 수소, 에너지 소재 등 탄소중립 기술 분야를 선도하는 글로벌 선도 연구기관이다.

그동안 에너지연은 세계 최고 수준의 유연 CIGS 박막 태양전지 기술과 페로브스카이트 태양전지 기술을 보유하고 있으며 이를 접합한 4단자형 페로브스카이트, CIGS 탠덤 태양전지로 24.5%의 고효율도 달성한 적이 있다.

이와 관련해 대한민국은 지난 2022년 2월에 호라이즌 유럽 준회원국 가입 의향을 전달했고 2023년 5월 한-유럽연합 정상회담을 계기로 본격적인 가입 협상을 진행하고 있다.

앞으로 3년간 유럽연합(EU) ’호라이즌 유럽‘ 프로그램 참여와 관련해 에너지연 곽지혜 태양광연구단장은 “태양광 기술은 탄소중립 구현에 가장 중요한 분야로 중국의 경쟁과 기술적 제약, 다양한 응용 분야에서의 필요성 등을 고려해 과기정통부의 '탄소중립 기술혁신 추진전략'에서 핵심기술로 지정된 바 있다”며 “이번 협력 사업은 고성능, 초경량, 유연 다중접합 태양전지 기술을 개발해 민간과 국방·우주·항공 분야를 포함한 다양한 분야에서 활용돼 차세대 태양광 시장 개척의 시금석이 될 것”이라고 설명했다.

또 에너지연 이창근 원장은 “국가전략과 정책방향에 부응하는 이번 호라이즌 유럽 협력사업을 통해 글로벌 TOP기관인 HZB를 비롯한 유럽 선도기관들과 네트워크를 강화하고 탄소중립 기술혁신에 기여하겠다”며 “이를 계기로 한국-유럽 협력관계를 공고히 하고, HZB와도 수소, 이차전지, 촉매 분야 등을 포함한 청정 에너지 기술 전반으로 업무협력 네트워크를 확장하고 발전시킬 계획”이라고 전했다.