중국과학원 화학연구소의 리융팡 원사와 멍레이 연구원이 이끄는 연구팀이 페로브스카이트·유기 탠덤 태양전지에서 **인증 정상상태 광전 변환 효율 28.04%**를 기록했다고 발표했다. 연구진은 이 수치를 해당 유형 태양전지의 세계기록으로 설명했다. 관련 연구는 2026년 8월 21일이 아니라 7월 13일 국제 학술지 Nature에 게재됐다. 1820

이번 성과의 의미는 단순히 효율 수치가 높아졌다는 데 있지 않다. 연구팀은 넓은 밴드갭 페로브스카이트의 핵심 약점인 빛 유도 할라이드 상분리를 줄이는 데도 초점을 맞췄다. 이 현상이 일어나면 작동 중 물질 내부의 조성이 달라지고, 결국 전지 성능이 떨어질 수 있다.

기록의 핵심 수치

연구팀이 제작한 일체형 탠덤 태양전지는 측정상 최고 효율 28.80%를 보였으며, 제3자 인증을 거친 정상상태 효율은 **28.04%**였다. 18

중국과학원 측 자료에 따르면, 전지에 통합되기 전 넓은 밴드갭 페로브스카이트 상부 소자는 같은 유형에서 매우 높은 개방전압도 달성했다. 26

내구성 시험에서도 소자는 연속 광조사 **625시간 후 초기 효율의 90%**를 유지했다. 1828

다만 이 수치는 실험실 규모 소자의 결과다. 상용 제품이나 우주용 전력 시스템으로 이미 사용할 수 있다는 의미는 아니다.

두 종류의 태양전지를 겹치는 이유

탠덤 태양전지는 서로 다른 파장대의 빛을 흡수하는 두 개의 광전 소자를 쌓아 올린 구조다. 이번 설계에서는 넓은 밴드갭 페로브스카이트 소자가 위에, 유기 태양전지 소자가 아래에 배치된다.

• 넓은 밴드갭 페로브스카이트 상부 소자는 태양광 중 에너지가 높은 광자를 흡수한다.
• 유기 하부 소자는 페로브스카이트를 통과한 상대적으로 낮은 에너지의 빛을 받아들인다.

이처럼 서로 다른 흡수 특성을 결합하면 하나의 흡수체만 사용하는 방식보다 태양광 스펙트럼을 더 효율적으로 활용할 수 있다. 페로브스카이트·유기 탠덤 전지는 일반적으로 넓은 밴드갭 페로브스카이트 상부 소자와 좁은 밴드갭 유기 하부 소자를 직렬로 연결한 구조로 설명된다. 25

유기층은 소자 구조에 따라 페로브스카이트층이 외부 환경에 노출되는 정도를 줄이는 데 도움을 줄 가능성도 있다. 다만 실제 보호 효과는 전체 적층 구조와 작동 조건에 따라 달라진다.

핵심 기술은 ‘전 수명주기’ 결함 제어

혼합 할라이드 기반 넓은 밴드갭 페로브스카이트는 후면 소자와 밴드갭을 맞출 수 있어 탠덤 전지에 매력적인 소재다. 그러나 빛을 받는 동안 안정적으로 유지하는 일은 여전히 큰 과제다.

중국과학원 연구팀은 결함을 박막이 완성된 뒤에만 처리하는 대신, 물질 준비, 박막 형성, 실제 작동 전 과정에서 결함 관련 현상을 제어하는 전략을 제시했다. 연구진은 광변환성 첨가제를 사용해 혼합 할라이드 페로브스카이트의 상을 안정화하려 했다. 171821

목표는 빛에 의해 할라이드 이온이 재배치되면서 밴드갭이 서로 다른 영역이 생기는 현상을 억제하는 것이었다. 상분리를 줄이면 페로브스카이트 소자의 전압과 탠덤 전지의 출력이 빛을 받는 동안에도 더 잘 유지될 수 있다. 1718

이 접근법이 중요한 이유는 효율과 안정성이 서로 분리된 문제가 아니기 때문이다. 시험 시작 시점의 기록적인 효율도 활성층이 작동광 아래에서 빠르게 변한다면 실제 활용 가치는 제한적이다.

유연하고 가벼운 태양전지로 이어질까

페로브스카이트와 유기 광전층은 용액으로 형성할 수 있어 코팅 기반 제조로 이어질 가능성이 있다. 이론적으로는 슬롯다이 코팅이나 롤투롤 공정과 같은 방식이 얇고 가벼우며 형태를 바꿀 수 있는 소자 제조에 활용될 수 있다. 그러나 이번 기록 자체가 상업적 대량생산을 입증한 것은 아니다.

앞선 연구에서는 견고한 기판뿐 아니라 유연한 페로브스카이트·유기 탠덤 소자도 보고됐다. 이는 이 구조가 유연 태양광 발전 기술의 후보로 주목받는 배경이다. 10

가능한 활용 분야로는 다음과 같은 영역이 거론된다.

• 곡면 외벽에 통합하는 건물일체형 태양광 발전;
• 착용형 또는 신체·사물의 형태에 맞춰 휘어지는 전원;
• 경량 전력원이 필요한 드론;
• 질량과 수납 부피가 중요한 항공우주 구조물.

이런 분야에서는 최고 효율만이 경쟁력을 결정하지 않을 수 있다. 가볍고 접거나 말 수 있으며 곡면에 밀착할 수 있는 태양전지는 기존의 단단한 패널을 설치하거나 운반하기 어려운 장소에서 장점을 가질 수 있다.

롤러블 위성 태양전지에 쓸 수 있을까

발사 때 접거나 말아 보관한 뒤 궤도에서 펼치는 가벼운 태양전지 어레이는 충분히 연구할 만한 개념이다. 하지만 이번 28.04% 효율 기록을 위성 운용 준비가 끝났다는 증거로 해석해서는 안 된다.

우주용으로 전환하려면 실험실에서의 연속 광조사 시험을 넘어 다음과 같은 검증이 필요하다.

• 자외선과 입자 방사선에 대한 내성;
• 진공 환경에서의 안정성과 가스 방출 관리;
• 반복적인 온도 변화에 대한 내구성;
• 발사·전개·운용 과정에서 발생하는 기계적 스트레스에 대한 저항성;
• 더 넓은 면적과 상호 연결된 모듈에서도 균일한 성능을 내는 능력.

현재 공개된 결과가 보여주는 것은 인증 효율 기록과 광조사 안정성이다. 우주 환경에 대한 인증이나 비행 적합성까지 입증한 것은 아니다. 작은 면적의 최고 기록 소자와 실제 비행 시스템 사이에는 상당한 검증 단계가 남아 있다.

다음 관문은 대면적화와 신뢰성

다음 공학적 목표는 재현 가능한 규모 확장이다. 먼저 작은 면적의 기록을 균일한 서브모듈로 옮긴 뒤, 신뢰할 수 있는 연결부와 봉지 기술을 갖춘 유연 모듈로 발전시켜야 한다.

또한 열, 빛, 습도, 굽힘, 진공, 방사선이 함께 작용하는 현실적인 조건에서 전체 소자의 성능이 어떻게 변하는지 측정해야 한다. 고효율 소자가 실제 제품이 되려면 더 넓은 면적에서 같은 성능을 반복적으로 구현하고, 목표 용도에 맞는 환경 스트레스를 견뎌야 한다.

이번 중국과학원 연구는 두 가지 진전을 동시에 제시했다. 하나는 페로브스카이트·유기 탠덤 태양전지에서 달성한 인증 정상상태 효율 28.04% 세계기록이고, 다른 하나는 넓은 밴드갭 페로브스카이트를 빛 아래에서 더 안정적으로 유지하려는 소재 전략이다. 이 성과가 산업과 우주 분야로 이어질지는 대면적 제조와 용도별 신뢰성 시험에서도 이러한 이점이 유지되는지에 달려 있다.

중국과학원 화학연구소의 리융팡 원사와 멍레이 연구원이 이끄는 연구팀이 페로브스카이트·유기 탠덤 태양전지에서 **인증 정상상태 광전 변환 효율 28.04%**를 기록했다고 발표했다. 연구진은 이 수치를 해당 유형 태양전지의 세계기록으로 설명했다. 관련 연구는 2026년 8월 21일이 아니라 7월 13일 국제 학술지 Nature에 게재됐다. 1820

이번 성과의 의미는 단순히 효율 수치가 높아졌다는 데 있지 않다. 연구팀은 넓은 밴드갭 페로브스카이트의 핵심 약점인 빛 유도 할라이드 상분리를 줄이는 데도 초점을 맞췄다. 이 현상이 일어나면 작동 중 물질 내부의 조성이 달라지고, 결국 전지 성능이 떨어질 수 있다.

기록의 핵심 수치

연구팀이 제작한 일체형 탠덤 태양전지는 측정상 최고 효율 28.80%를 보였으며, 제3자 인증을 거친 정상상태 효율은 **28.04%**였다. 18

중국과학원 측 자료에 따르면, 전지에 통합되기 전 넓은 밴드갭 페로브스카이트 상부 소자는 같은 유형에서 매우 높은 개방전압도 달성했다. 26

내구성 시험에서도 소자는 연속 광조사 **625시간 후 초기 효율의 90%**를 유지했다. 1828

다만 이 수치는 실험실 규모 소자의 결과다. 상용 제품이나 우주용 전력 시스템으로 이미 사용할 수 있다는 의미는 아니다.

두 종류의 태양전지를 겹치는 이유

탠덤 태양전지는 서로 다른 파장대의 빛을 흡수하는 두 개의 광전 소자를 쌓아 올린 구조다. 이번 설계에서는 넓은 밴드갭 페로브스카이트 소자가 위에, 유기 태양전지 소자가 아래에 배치된다.

• 넓은 밴드갭 페로브스카이트 상부 소자는 태양광 중 에너지가 높은 광자를 흡수한다.
• 유기 하부 소자는 페로브스카이트를 통과한 상대적으로 낮은 에너지의 빛을 받아들인다.

이처럼 서로 다른 흡수 특성을 결합하면 하나의 흡수체만 사용하는 방식보다 태양광 스펙트럼을 더 효율적으로 활용할 수 있다. 페로브스카이트·유기 탠덤 전지는 일반적으로 넓은 밴드갭 페로브스카이트 상부 소자와 좁은 밴드갭 유기 하부 소자를 직렬로 연결한 구조로 설명된다. 25

유기층은 소자 구조에 따라 페로브스카이트층이 외부 환경에 노출되는 정도를 줄이는 데 도움을 줄 가능성도 있다. 다만 실제 보호 효과는 전체 적층 구조와 작동 조건에 따라 달라진다.

핵심 기술은 ‘전 수명주기’ 결함 제어

혼합 할라이드 기반 넓은 밴드갭 페로브스카이트는 후면 소자와 밴드갭을 맞출 수 있어 탠덤 전지에 매력적인 소재다. 그러나 빛을 받는 동안 안정적으로 유지하는 일은 여전히 큰 과제다.

중국과학원 연구팀은 결함을 박막이 완성된 뒤에만 처리하는 대신, 물질 준비, 박막 형성, 실제 작동 전 과정에서 결함 관련 현상을 제어하는 전략을 제시했다. 연구진은 광변환성 첨가제를 사용해 혼합 할라이드 페로브스카이트의 상을 안정화하려 했다. 171821

목표는 빛에 의해 할라이드 이온이 재배치되면서 밴드갭이 서로 다른 영역이 생기는 현상을 억제하는 것이었다. 상분리를 줄이면 페로브스카이트 소자의 전압과 탠덤 전지의 출력이 빛을 받는 동안에도 더 잘 유지될 수 있다. 1718

이 접근법이 중요한 이유는 효율과 안정성이 서로 분리된 문제가 아니기 때문이다. 시험 시작 시점의 기록적인 효율도 활성층이 작동광 아래에서 빠르게 변한다면 실제 활용 가치는 제한적이다.

유연하고 가벼운 태양전지로 이어질까

페로브스카이트와 유기 광전층은 용액으로 형성할 수 있어 코팅 기반 제조로 이어질 가능성이 있다. 이론적으로는 슬롯다이 코팅이나 롤투롤 공정과 같은 방식이 얇고 가벼우며 형태를 바꿀 수 있는 소자 제조에 활용될 수 있다. 그러나 이번 기록 자체가 상업적 대량생산을 입증한 것은 아니다.

앞선 연구에서는 견고한 기판뿐 아니라 유연한 페로브스카이트·유기 탠덤 소자도 보고됐다. 이는 이 구조가 유연 태양광 발전 기술의 후보로 주목받는 배경이다. 10

가능한 활용 분야로는 다음과 같은 영역이 거론된다.

• 곡면 외벽에 통합하는 건물일체형 태양광 발전;
• 착용형 또는 신체·사물의 형태에 맞춰 휘어지는 전원;
• 경량 전력원이 필요한 드론;
• 질량과 수납 부피가 중요한 항공우주 구조물.

이런 분야에서는 최고 효율만이 경쟁력을 결정하지 않을 수 있다. 가볍고 접거나 말 수 있으며 곡면에 밀착할 수 있는 태양전지는 기존의 단단한 패널을 설치하거나 운반하기 어려운 장소에서 장점을 가질 수 있다.

롤러블 위성 태양전지에 쓸 수 있을까

발사 때 접거나 말아 보관한 뒤 궤도에서 펼치는 가벼운 태양전지 어레이는 충분히 연구할 만한 개념이다. 하지만 이번 28.04% 효율 기록을 위성 운용 준비가 끝났다는 증거로 해석해서는 안 된다.

우주용으로 전환하려면 실험실에서의 연속 광조사 시험을 넘어 다음과 같은 검증이 필요하다.

• 자외선과 입자 방사선에 대한 내성;
• 진공 환경에서의 안정성과 가스 방출 관리;
• 반복적인 온도 변화에 대한 내구성;
• 발사·전개·운용 과정에서 발생하는 기계적 스트레스에 대한 저항성;
• 더 넓은 면적과 상호 연결된 모듈에서도 균일한 성능을 내는 능력.

현재 공개된 결과가 보여주는 것은 인증 효율 기록과 광조사 안정성이다. 우주 환경에 대한 인증이나 비행 적합성까지 입증한 것은 아니다. 작은 면적의 최고 기록 소자와 실제 비행 시스템 사이에는 상당한 검증 단계가 남아 있다.

다음 관문은 대면적화와 신뢰성

다음 공학적 목표는 재현 가능한 규모 확장이다. 먼저 작은 면적의 기록을 균일한 서브모듈로 옮긴 뒤, 신뢰할 수 있는 연결부와 봉지 기술을 갖춘 유연 모듈로 발전시켜야 한다.

또한 열, 빛, 습도, 굽힘, 진공, 방사선이 함께 작용하는 현실적인 조건에서 전체 소자의 성능이 어떻게 변하는지 측정해야 한다. 고효율 소자가 실제 제품이 되려면 더 넓은 면적에서 같은 성능을 반복적으로 구현하고, 목표 용도에 맞는 환경 스트레스를 견뎌야 한다.

이번 중국과학원 연구는 두 가지 진전을 동시에 제시했다. 하나는 페로브스카이트·유기 탠덤 태양전지에서 달성한 인증 정상상태 효율 28.04% 세계기록이고, 다른 하나는 넓은 밴드갭 페로브스카이트를 빛 아래에서 더 안정적으로 유지하려는 소재 전략이다. 이 성과가 산업과 우주 분야로 이어질지는 대면적 제조와 용도별 신뢰성 시험에서도 이러한 이점이 유지되는지에 달려 있다.