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대형 PV 제조의 공업단지화

전문가 제언: ○ 세계적 에너지 사용량의 증가는 화석연료의 고갈과 지구온난화 및 각종 기후 변화를 초래하고 환경적으로 지속가능한 에너지 기술의 발전을 희망하고 있다. 그 중에서도 태양 에너지는 무한정성, 청정성, 안전성으로 인해 가장 확실한 인류의 일차 에너지원으로 인식되고 있으며 태양전지를 통해 전력으로 대치될 뿐만 아니라, 각종 광화학 방법을 통해 저장 가능한 연료로 전환/저장될 수 있다.

○ 이 글의 대형 PV 생산의 경제적 고찰 이전에 기술동향을 잠시 보면, 태양전지는 1954년 벨연구소에서 첫 선을 보인 이후 p-n 접합형 태양전지는 최근 15~20%의 높은 상용 효율을 보이고 있다. 하지만 고순도 실리콘전지의 높은 제작비용과 이 공정에서 유발되는 독성화합물의 발생은 p-n 접합형 태양전지의 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다.

○ 1991년 스위스 EPFL의 Gratzel 그룹에서 보고한 염료감응 나노입자 산화물 광전기화학 태양전지(DSSC: Dye-Sensitized Solar Cell)는 에너지 변환 효율이 약 10%에 이를 정도로 비정질 실리콘 태양전지에 버금가는 높은 에너지 변환 효율과 함께 매우 저렴한 제조단가로 인하여 비상한 관심을 모으고 있다.

○ DSSC의 특성은 낮은 순도의 물질 사용을 가능케 하며 사용되는 대부분의 물질은 환경친화적이다. 그러나 액상 전해질을 사용한 전지가 완벽히 밀봉되지 못할 경우, 물이나 산소의 침투로 전지의 효율을 떨어뜨릴 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 액상 전해질을 고체상 혹은 준고체상 홀 전도체로 대체하는 연구가 수행되어 왔다

○ 이 글은 최적화된 PV 솔라 패널을 공업단지형의 대형 콤플렉스를 형성하여 상호 업/다운 스트림의 공생을 기하면서 제품 저가화를 기하는 정책제언이다. 이의 시행에는 개인 기업으로는 한계가 있기 때문에 정부의 신 재생에너지의 확대측면에서 구체적 방안을 제시한다. PV의 3세대 제품의 개발로 효율과 기술적인 브레이크스루가 이루어지면 시도할 수 있는 흥미 있는 제안이다.

저자: Joshua M. Pearce
자료유형: 학술정보