UNIST의 페로브스카이트 태양전지 기술이 이산화탄소 저감을 위한 ‘태양광 활용 자동차’ 에 적용된다. 

UNIST와 현대차그룹은 6월 10일 대학본부 6층 대회의실에서 ‘현대차그룹-유니스트 모빌리티용 차세대 태양전지 공동연구실(이하 공동연구실)’ 협약 및 현판 전달식을 진행하고, 2022년 6월부터 2025년 5월까지 3년간 공동연구를 진행하기로 뜻을 모았다.  

현대자동차 이종수 선행기술원장(사진 왼쪽부터)과 UNIST 이용훈 총장이 ‘현대차그룹-유니스트 모빌리티용 차세대 태양전지공동연구실’ 협약과 현판 전달식에서 기념사진을 촬영하고 있다. [사진=UNIST]

현대차‧기아는 자동차 루프를 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 주목받고 있다.

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

UNIST 석상일 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.

페로브스카이트-태양전지를 이용한 자동차용 발전 시스템 개념도. 자동차 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. [자료=현대자동차그룹, 프런티어에너지솔루션]

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

현대자동차 이종수 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.

UNIST 이용훈 총장은 “UNIST는 페로브스카이트 단일소자 태양전지의 세계 최고효율(25.7%)를 보유 중이며, 석상일 특훈교수와 최경진 교수, 양창덕 교수를 주축으로 효율 35%에 도전하는 알키미스트 과제를 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 말했다.