▲ 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지를 이용한 자동차용 발전 시스템자동차 지붕에 태양전지를 설치하는 솔라 루프 시스템(왼쪽)에 고효율 대면적 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지(오른쪽)을 적용하는 게 연구진의 최종 목표다. 탠덤 태양전지는 두 가지 태양전지 소자를 쌓아 올려서, 서로 다른 파장대역의 에너지를 모두 활용하는 것이 장점이다. (이미지 제공_현대자동차그룹, ㈜프런티어에너지솔루션)  © 특허뉴스

UNIST 페로브스카이트 태양전지 기술이 이산화탄소 저감을 위한 ‘태양광 활용 자동차’ 개발에 도전한다.

UNIST와 현대차그룹은 10일 대학본부 6층 대회의실에서 ‘현대차그룹-유니스트 모빌리티용 차세대 태양전지 공동연구실(이하 공동연구실)’ 협약 및 현판 전달식을 진행하고, 공동연구의 시작을 알렸다. 공동연구실은 2022년 6월부터 2025년 5월까지 3년간 운영된다. 

현대차•기아는 자동차 지붕(루프)를 이용해 태양광 발전을 하고 충전하는 ‘솔라 루프(solar roof)’를 출시해 일부 차량에 적용하고 있다. 솔라 루프에는 태양전지 패널이 들어 있어, 태양 아래 차량을 놔두면 배터리를 충전할 수 있다. 주행하면서 충전 가능하며, 이산화탄소도 배출하지 않아 친환경 자동차 기술로 주목받는다. 

솔라 루프가 더 보편적으로 사용되려면 무게와 효율 면에서 개선이 필요하다. 현재 가장 보편적으로 사용되는 실리콘 태양전지는 안전성이 높고 저렴하지만, 무겁고 최고효율 26%라는 기술적 한계에도 도달했다. 이에 공동연구실은 차량용 태양전지에 적합한 ‘고효율 대면적 페로브스카이트-실리콘 탠덤 소자’를 만드는 핵심기술에 도전한다. 

석상일 UNIST 에너지화학공학과 특훈교수는 “모빌리티용 태양전지는 가볍고 단위면적당 효율이 높은 게 매우 중요하다”며 “태양광을 흡수하는 파장 대역이 서로 다른 페로브스카이트와 실리콘을 쌓은 ‘페로브스카이트-실리콘 탠덤 소자’를 제작해 세계 최고효율에 도전할 것”이라고 말했다. 

공동연구실은 연구 목표 달성을 위해 페로브스카이트 밴드갭 제어, 대면적 코팅법 개발, 전하전달 소재 개발 등 각각의 요소 기술의 극대화와 최적화를 수행할 계획이다.

이종수 현대자동차 선행기술원장은 “2050년 탄소배출 제로를 목표로 하면, 자동차가 배출하는 온실가스도 2030년까지 지금보다 24%를 줄여야 하는 상황”이라며 “UNIST의 앞선 기술력을 활용해 ‘솔라 루프’ 기술을 고도화해 자동차 분야에서도 탄소중립에 기여할 것”이라고 밝혔다.

이용훈 UNIST 총장은 “UNIST는 페로브스카이트 단일소자 태양전지의 세계 최고효율(25.7%)를 보유 중이며, 석상일 특훈교수와 최경진 교수, 양창덕 교수를 주축으로 효율 35%에 도전하는 알키미스트 과제(연구책임자: 최경진)를 현재 진행 중”이라며 “현대차그룹과의 공동연구실 사업을 통해 모빌리티용 태양전지에서도 좋은 성과를 올려 자동차뿐 아니라 선박, 건물 등 폭넓은 분야에 적용될 태양전지 기술을 개발하길 바란다”고 기대했다. 

이날 행사에는 UNIST의 이용훈 총장과 김성엽 공과대학장, 송현곤 에너지화학공학과장, 석상일 에너지화학공학과 교수, 최경진 신소재공학과 교수, 양창덕 에너지화학공학과 교수, 서관용 에너지화학공학과 교수, 이용희 에너지화학공학과 연구교수가 참여했다. 현대차그룹에서는 이종수 현대자동차 선행기술원장과 오정훈 현대엔지비 대표, 박순찬 현대자동차 상무, 이종국 현대자동차 상무, 오기환 현대엔지비 팀장, 김준배•이병홍 현대자동차 책임연구원, 장국진 현대엔지비 책임매니저가 참석했다.