에너지 혁명의 이정표: 페로브스카이트-실리콘 복합 태양전지의 실험실 효율이 35%를 초과하다

베를린/베이징 - 글로벌 광전지 산업이 역사적인 돌파구를 맞이했다! 중독 공동 연구팀은 오늘, 실험실 조건에서 페로브스카이트-실리콘 복합 태양전지의 변환 효율이 35%에 도달했음을 발표했는데, 이는 2023년 세계 기록보다 2.5%포인트 높으며 이 기술의 이론적 한계인 43%에 가까워졌다. 이 성과는 저널 네이처 에너지(Nature Energy)로부터 "개선에서 혁명으로 넘어가는 광전지 산업의 전환점"이라는 평가를 받았다.

기술적 돌파구: '층별 추출'의 태양광 철학

전통적인 실리콘 셀은 물질 특성상 태양 스펙트럼의 일부만 포착할 수 있었는데, 중독 팀이 개발한 '스펙트럼 스칼pel' 기술은 이 문제를 해결했다:

상단 페로브스카이트: 새로운 납-주석 혼합 페로브스카이트 재료(CsPb₀.₅Sn₀.₅I₃)는 가시광선에 특화되어 있으며, 흡수 경계가 950nm까지 확장됩니다.

하단 실리콘 셀: 수정된 이종 접합(HJT) 실리콘 셀은 1100-1300nm 적외선을 정확히 포착하여 폐열을 전기로 변환합니다.

나노 규모의 '빛 트랩': 모방 생물학적 나방 눈 질감 구조는 빛 반사율을 1% 미만으로 줄이고, 기존 셀보다 빛 흡수율을 20% 증가시킵니다.

"이것은 마치 각각의 햇빛을 '분업' 시키는 것과 같다." 프로젝트의 수석 과학자인 중국과학원 리웨이란(李未然) 교수는 "다양한 대역의 광자는 각자의 임무를 가지고 있으며, 발전량은 자연스럽게 지수적으로 증가한다."라고 말했다.

상업화 실현: 실험실에서 지붕으로의 '속전속결'

실험실 결과들이 아직 상용화까지 시간이 필요하지만, 산업계는 이미 전력 질주 모드에 돌입했다:

GCL 그룹의 세계 최초 100MW 페로브스카이트-규소 스택 모듈 생산 라인이 가동에 들어갔으며, 양산 효율은 28%이며 사우디아라비아 NEOM 미래 도시로부터 10억 달러 규모의 주문을 받았다.

테슬라는 새로운 버전의 솔라루프 V4가 스택 셀을 사용하게 되며, 단위 면적당 발전량이 45% 증가해 가정의 전천후 전기 수요를 충족할 것이라고 발표했다.

EU는 긴급히 태양광 지붕법을 개정하여 회원국들이 공공 건물에 대한 적층 모듈 구매를 우선시하도록 요구했다. 중국 해관 데이터에 따르면 유럽으로의 광전지 수출이 전년 동기 대비 320% 증가했다.

데utsche 은행의 신에너지 분석가인 마크 슈나이더는 예측했다: "2028년에는 글로벌 적층 배터리 시장이 100억 달러를 초과할 것이며, 전통적인 단일 접합 실리콘 배터리는 저가 시장으로 후퇴할 가능성이 있다."

은폐된 우려와 도전: 효율성 축제 속 차분한 사고

축제 뒤에는 업계가 여전히 두 가지 주요 과제에 대해 경계하고 있다:

납 누출 논란: 모듈의 각 평방미터에는 약 18그램의 납이 포함되어 있습니다. 지르코늄 포스페이트 코팅을 통해 용출률이 0.05 mg/L로 제어되고 있지만, 환경 단체들은 still 의무적인 재활용 표준 도입을 촉구하고 있습니다.

수명 저주: 85℃/85% 습도에서 실험실 샘플의 연간 효율 감소율은 약 7%로, 여전히 25년 상업화 요구 사항에 훨씬 미치지 못합니다. "스포츠카가 트랙에서만 달릴 수는 없고 진흙길의 시험에도 견뎌야 하죠." 옥스퍼드 포토볼텍스의 최고경영자(CEO)인 프랭크 아이히너베르크는 솔직하게 말했다.