박막 실리콘 태양전지-재료·기술동향과 과제

전문가 제언

○ 현재까지 개발된 태양전지는 주로 결정 실리콘 웨이퍼를 사용한다. 지표상에 실리콘의 양은 많으나 단결정의 제조에는 비용과 시간이 소요된다. 때문에 변환효율이 28%(이론적으로는 34%까지)라는 높은 이점은 있으나 모듈 생산 단가가 높고 대형 기판을 만들 수 없는 단점이 있다.

○ 따라서 제조비를 줄이기 위해서는 실리콘의 사용량 축소가 불가피하여, 실리콘을 적게 사용하는 박막 실리콘 태양전지에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. 박막 실리콘은 크게 비정질 실리콘(a-Si)과 미결정 실리콘(c-Si)의 2종류가 있다.

○ 박막 실리콘 태양전지의 성능은 다중 접합기술 등에 의해 개선되고 있으나, 시판되는 다결정 실리콘 태양전지 수준에 비해 떨어지고 있다. 금후 박막 실리콘 태양전지가 시장에서 약진하기 위해서는 2중 접합은 15%, 3중 접합은 18%를 달성할 필요가 있다. 이를 위해서는 광 열화 억제기술, 고도 광 가둠 구조의 개발, 투광성이 높은 TCO재료, 신재료에 의한 적외선 감도 개선 등의 과제가 많이 있다.

○ 태양전지 기술은 1세대의 결정질 실리콘 태양전지를 지나 2세대의 박막 실리콘 태양전지, 박막 화합물 태양전지와 박막 유기계 태양전지로 발전하고 있다. 2세대는 박막기술이 핵심이며, 이미 상업화가 되고 있다. 3세대는 저비용과 고효율을 지향하고 있으며, 나노소재, 양자구조 등의 신재료와 신 구조 활용과 기존의 2세대 박막기술에 집광, 다중접합을 통하여 효율을 상승시키는 것이다.

○ 태양광 기술은 독일, 미국, 일본이 우위이며 중국이 추격하는 상황이다. 우리나라는 태양광 기술 잠재력을 많이 가지고 있다. 반도체 기술과 신소재 개발을 위한 NT 역량도 크며, 일부 기술은 선진국에 근접하고 있다. 향후 2세대 기술의 핵심소재 국산화와 성능향상에 집중하고, 장기적으로는 3세대 기술개발에 주력하여야 할 것으로 생각된다.

저자

Matsui Takuya

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2010

권(호)

58(4)

잡지명

工業材料

과학기술
표준분류

재료

페이지

39~43

분석자

김*환

분석물

• 박막 실리콘 태양전지-재료·기술동향과 과제.pdf [358,402 byte]

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