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태양전지 기술 고찰

전문가 제언: ○ 신재생에너지 중 무한한 태양에너지 소스와 청정환경 그리고 건설공기가 빠른 태양전지 기술은 저탄소 에너지시대의 대표적 주자로 2GW 용량으로 몽골의 Gobi사막까지 침투하고 있다. 이 기술은 인류의 주에너지 원으로 기가와트(GW)를 넘어 테라와트(TW) 용량시대를 지향하고 있다.

○ 이글은 태양전지 관련 기술의 종합적 고찰인데 태양전지 전력생산, 풍력 등과의 하이브리드 발전, 광흡수 재료, 전력망 연결 PV 시스템의 성능 및 신뢰성, 그리고 최적 발전규모의 추정 등을 소개하고 있다. 또한 BIPV 시스템, 담수화공장 등과 같은 응용을 집중 소개하고 있다. 결정질 실리콘 태양전지의 원가경쟁력 강화를 위한 Sliver 태양전지, String Ribbon법 그리고 집광기 기술의 발전 등에 특별히 중점을 두고 있다.

○ 기존 상업적 전력망에 PV시스템을 통합할 때 큰 무효전력 성분(인버터 등)으로 인한 전력망 역률저하의 문제점도 제기하고 있다. 이는 발전소 증설이나 더 높은 송전전압을 필요로 하므로 전력회사의 전기요금표는 표준 이하 역률에 대해 벌금을 물리는 것이 보통이다. 근본 기술대책으로 무효전력 성분의 대부분이 인덕턴스계이므로 커패시턴스계 설비보완에 의한 초기 역률개선 등의 대책이 미리 고려되어야 한다.

○ 한편 원료가 풍부한 결정질 실리콘 태양전지는 Ag 등 전극재료의 세계적 매장량 보유한계와 두께 절감의 한계 등으로 보급에 제약이 예상된다. CdTe 및 CIGS 등의 박막태양전지가 앞서나가고 있으나 Te 및 In과 같은 재료의 희귀성으로 TW 대의 생산규모 확대엔 문제시 되고 있다. 비정질 실리콘 및 염료감응태양전지(DSSC)는 ITO 투명전도성 막의 대체가 가시적이어서 전망이 밝아 보인다.

○ 국내에선 태양전지급 폴리실리콘의 원가경쟁력 있는 야금학적 기술의 국산화, 세계 최고 LCD 및 이미 PV 기술을 상당히 확보하고 수직계열화를 추진 중인 삼성, LG 등의 여러 그룹이 있다. DSSC 및 고분자태양전지는 변환효율의 세계기록을 보유하고 비정질 실리콘 등의 생산설비 PECVD 국산화는 한국 태양전지 산업의 밝은 미래를 보여준다.

저자: Bhubaneswari Parida et al
자료유형: 학술정보