하이브리드 양자점 태양전지를 이용하는 태양광발전시스템의 LCA

전문가 제언

○ 현재 상용화 되고 있는 태양전지는 변환효율이 20% 정도로 낮기 때문에 다른 신재생에너지와 가격경쟁이 되지 못하고 보급에도 한계가 있으므로 새로운 개념의 차세대 태양전지들의 개발연구가 활발하다.

○ 소재에 따라 태양전지는 무기물 태양전지(실리콘 태양전지, 반도체 태양전지), 유기물 태양전지와 염료감응 태양전지로 분류하지만, 에너지 관점에서는 광 변환효율 향상을 위한 메커니즘으로 세대를 분류하고 있다.

- 광 흡수대역이 넓은 다중접합 2세대 태양전지는 최대 60%이지만 고가이므로, 저렴하면서 변환효율을 높이기 위해 나노물질에 저가의 독성이 없는 ZnSe양자점 또는 PbSe양자점(quantum dots)을 침투시킨 3세대 하이브리드 태양전지(최대 전환효율 74%)라고 부르는 양자점 태양전지 또는 다중여기자 생성 태양전지(MEG SC)가 곧 상용화될 것 같다.

○ 이 논문은 비실리콘 기질의 하이브리드 양자점SC의 전 과정분석으로 단위전력에 대한 온실가스 발생량(gCO2e/kWh), 에너지 회수기간(EPB-T) 및 순에너지 비(NER) 등을 산출하여, 염료감응SC, 박막(CdTe, CiS)SC 및 고분자SC와 비교하여 하이브리드 양자점SC의 우수성을 입증하고 있다.

- 비교 변환효율은 하이브리드 양자점SC가 10%, 고분자SC는 5%, DSSC가 8%, 단결정 실리콘SC는 13.2%, CdTe박막SC가 9%였다. 하이브리드 양자점SC의 수명기간은 25년이고, EPB-T는 1.51년, NER가 17~20이며, 온실가스 발생량을 2.89gCO2e/kWh로 평가하였다.

○ 온실가스 저감을 위한 태양광발전의 보급 확대를 위하여 가격 저하는 필수적이므로, 효율 향상과 저렴화를 이룰 수 있는 다중접합 집광형SC와 하이브리드 양자점SC의 개발에 집중적인 투자와 노력이 필요하다.

저자

B. Azzopardi, J. Mutale

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

환경·건설

연도

2010

권(호)

14

잡지명

Renewable and Sustainable Energy Reviews

과학기술
표준분류

환경·건설

페이지

1130~1134

분석자

박*서

분석물

• 하이브리드 양자점 태양전지를 이용하는 태양광발전시스템의 LCA.pdf [358,719 byte]

이미지변환중입니다.