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실리콘계 태양전지의 현황과 전망

전문가 제언: ○ 지구온난화 등 환경문제에 대응하여 재생에너지에 대한 관심이 높아지면서 태양전지산업은 급속히 성장하고 있다. 이러한 태양전지 분야에 있어 중심 소재는 결정질 실리콘이지만 고순도 결정 실리콘 원료의 공급부족과 높은 발전비용으로 생산 확대에는 아직 한계가 있다.

○ 비정질 실리콘과 미결정 실리콘을 사용하는 박막 Si계 태양전지에서는 실리콘 원료를 적게 소비, 원료공급 문제는 해소되지만 결정Si계 태양전지에 비해 효율이 낮은 문제가 있다. 수요확대를 위해서 모든 소재의 태양전지는 모듈가격의 대폭 인하로 발전비용을 대폭 낮춰야 한다.

○ 이를 위해 결정질 실리콘에서는 원료사용량 축소를 위해 웨이퍼의 박형화(薄型化)가 필수적이다. 현재의 박형 결정Si 태양전지는 슬라이스된 웨이퍼를 연마가공하는 방식으로써 원료소요량은 줄지 않는다. 따라서 신 슬라이스 공정개발 등 실효적인 박형화 기술개발이 필요하다.

○ 박막 Si계 태양전지의 효율향상에 있어서 2접합 탠덤형 구조 등을 중심으로 효율이 향상되고 있지만, 3층탠덤 구조 등의 신기술 개발이 필요하다. 또한 가격 인하를 위해서는 셀 소재 소요량 절감 및 싼 소재 개발과 더불어 태양전지의 대면적화와 생산성향상이 필요하다. 이를 위한 효율적인 대면적의 박막 제조기술이 필요하다.

○ 우리나라에서도 태양전지는 재생에너지의 하나로서 수요가 확대되고 있다. 연구개발에서도 금년, 광주과학기술원은 6.5%의 세계 최고수준의 전환효율을 갖는 플라스틱 태양전지의 개발을 발표했다. 이와 같은 경쟁력이 있는 새로운 소재의 태양전지 개발은 확대되어야 한다.

○ 또한 현재 주류인 실리콘계열에 있어서는 우리나라의 앞선 반도체·LCD 산업의 연구인력과 연구설비를 비롯해 공정 및 양산기술과 관련 장비를 충분히 활용하면 태양전지의 경쟁력을 향상시킬 수 있을 것이다.

저자: Michio KONDO
자료유형: 학술정보