필옵틱스가 주식시장에서 강세를 띄고 있다. 성균관대학교(총장 유지범)는 성균나노과학기술원 신성식 교수팀이 2023년 노벨화학상 수상자인 문지 바웬디(Moungi Bawendi) 교수가 이끄는 MIT 연구팀과의 글로벌 협력 연구를 통해 페로브스카이트 태양전지 고효율에 대한 원리를 규명했다는 소식이 영향을 준 것으로 풀이된다. 필옵틱스는 태양광부문에서 차세대 소재인 페로브스카이트(Perovskite)를 적용한텐덤(Tandem)형 태양전지에 대응할 수 있는 신규장비를 개발에 적극 나서고 있다.

27일 주식시장에 따르면 필옵틱스가 성균나노과학기술원 신성식 교수팀이 노벨화학상 수상자인 문지 바웬디(Moungi Bawendi) 교수가 이끄는 MIT 연구팀과의 페로브스카이트 태양전지 고효율에 대한 원리를 규명했다는 소식이 전해진 뒤 주목을 받고 있다.

성균관대 신성식 교수팀은 2016년부터 MIT 문지 바웬디 교수팀과 고효율 페로브스카이트 태양전지 관련 핵심기술을 개발해왔다. 이러한 연구 결과를 네이처 등 다수의 학술지에 발표했고 핵심 특허를 확보해왔다.

페로브스카이트 박막 표면제어 기술과 산화물 전자수송소재 기술을 개발해 세계 최초로 25% 이상의 광·전 변환 효율 시대를 열었다. 미국 국립재생에너지 연구소(NREL)로부터 효율과 안정성을 인정받았다. 공동 발표 논문들이 1년에 평균 500회 이상 인용될 만큼 지금도 널리 사용되고 있는 기술이지만 고효율에 대한 정확한 원리 규명에는 난항을 겪고 있었다. 그러나 최근 MIT의 블라디미르 불로비치(Vladimir Bulovic) 교수팀이 협력하면서 고효율 페로브스카이트 태양전지 원리를 규명하는 데 성공했다.

연구진은 2019년 공동으로 발표한 페로브스카이트 표면제어 기술이, 단순히 결함을 제거할 뿐만 아니라, 할라이드 교환 반응을 발생시키고, 페로브스카이트 소재 표면에서 내부까지 브롬의 농도구배와 표면 전기장 변화를 유발한다는 것을 최초로 발견했다. 특히 이러한 표면제어 기술에서 생기는 표면 전기장이 재결합을 크게 억제하고 전하추출효율을 증가시켜 태양전지의 효율을 크게 향상시킨다는 사실을 규명했다.

이같은 특성을 바탕으로 페로브스카이트 박막 자체의 표면 재결합 속도(SRV)를 7cm/s까지 낮출 수 있었고, 30μs 이상의 기록적인 전하 캐리어 수명을 확보해 향후 페로브스카이트 기반 광전소자의 효율을 향상시킬 수 있는 교두보가 될 것으로 기대하고 있다.

이번 연구는 교육부와 한국연구재단이 주관하는 3단계 산학연협력 선도대학 육성사업(LINC 3.0)과 한국연구재단의 기초연구실지원사업의 지원을 받아 수행됐다. 이번 연구성과는 에너지 분야 저명한 국제학술지인 네이처 에너지(Nature Energy, IF: 56.7) 지에 최근 게재됐다.

이러한 소식에 페로브스카이트를 적용한 탠덤(Tandem)형 태양전지에 대응할 수 있는 신규장비를 개발 중인 필옵틱스에 관심도가 올라가는 모습이다. 직전에도 국내 연구진이 페로브스카이트와 OLED 유기발광 소재를 합쳐 수명이 3000배 이상 늘어난 새로운 발광 소자를 세계 최초로 개발했다는 소식에 페로브스카이트를 적용한 탠덤형 태양전지에 대응하는 신규장비를 개발하는 필옵틱스 주가가 뛰기도 했었다. 서울대학교 이태우 교수 연구팀이 금속 할라이드 페로브스카이트와 유기발광 소재를 결합한 고효율 장수명 하이브리드 탠덤 발광 소자 개발에 성공했다는 소식이었다. 

필옵틱스의 분기보고서에 따르면 태양광부문에서 자사가 보유한 레이저 응용 기술을 활용해 1세대 결정질 실리콘 태양전지,2세대 박막형 태양전지를 비롯해 차세대 소재인 페로브스카이트(Perovskite)를 적용한 덤(Tandem)형 태양전지에 대응할 수 있는 신규장비를 개발 중에 있다.

 

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