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고효율의 대면적 박막 실리콘 태양전지

전문가 제언: ○ 지구온난화 대응과 화석연료 고갈에 대비하여 확대되어야 하는 신재생 에너지의 주요 기술 중에 태양전지가 있다. 이 태양광발전 기술 중, 오래 전부터 개발되어 온 비정질 태양전지(amorphous solar cell)는 지속적인 고효율화 및 저비용 모듈의 기술 개발로 최근 대량으로 생산, 보급되고 있다.

○ 일본의 Kaneta solar tech(주)사는 2001년에 세계 최초로 박막 실리콘 하이브리드 태양전지 양산을 시작했다. 대면적의 비정질 실리콘(a-Si)과 저온 성형된 박막미세결정(thin film microcrystalline) 실리콘(μc-Si)을 2층 적층한 박막 실리콘 하이브리드 태양전지 기술이 개발되었다.

○ 박막 실리콘 하이브리드 태양전지 모듈을 이용한 예로써, 이질감이 없이 주택에 사용할 수 있는 기와(tile) 일체형 태양전지 모듈이 있다. 박막 실리콘 태양전지는 유리 기판 위에 형성되어 있기 때문에 유리를 절단하여 각종 크기의 서브 모듈(sub module)로도 쉽게 만들 수 있다.

○ 향후 대면적 박막 실리콘 태양전지의 과제는 14~16%의 모듈 효율을 실현하여 결정계 태양전지에 손색이 없는 효율을 달성하는 것이다. 효율 향상에는 새로운 박막 실리콘계 재료의 개발도 중요하다.

○ 우리나라의 에너지 수입 규모를 고려하면, 신재생에너지의 하나인 태양전지 발전 시스템은 중점 추진되어야 할 분야 중의 하나임이 분명하다. 아직 초기 수준에 있는 태양전지 시스템의 보급을 위해서는 기존의 화석연료에 의한 발전원가, 풍력 등 다른 신재생에너지 발전원가에 대하여 우월한 경제성을 확보하는 것이 핵심이다.

○ 이를 위해 변환 효율 향상을 위한 기초연구 및 신소재 개발이 중요하다. 모듈의 공정기술 개발 등의 생산성 향상으로 모듈 원가의 지속적인 절감이 필요하다. 반도체 산업과 LCD 등 디스플레이 산업의 장점을 살려 이 산업들에서 얻은 관련기술과 인력자원을 효과적으로 활용하면 태양전지의 생산 보급 확대에도 큰 도움이 될 것으로 생각된다.

저자: Kenji YAMAMOTO
자료유형: 학술정보