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결정Si 태양전지의 현상과 과제

전문가 제언: ○ 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 나노 소재, 양자구조 등의 신 재료나 신 구조 활용과 기존의 2세대 박막기술에 집광, 다중접합을 통해 효율을 상승시키는 것이다.

○ 금후 태양전지 개발에는 고효율화를 추구하는 동시에 기술혁신에 의한 저가격화가 중요하게 되고 있다. 태양전지는 광조사로 생성된 소수 캐리어를 제어하여야 하나, 기본적으로 기판의 품질과 셀 구조가 결정되면 성능이 결정되는 2단자 소자이다. 따라서 태양전지 구조에 어떠한 것을 도입할 수 있는지가 중요하다. 기판이 n형이나 p형에 따라서 다수 태양전지 구조가 제안되어 있다.

○ 현재 태양광 산업은 전 세계적으로 어려운 환경에 처해있다. 주된 원인은 수요와 공급의 불일치이다. 공급이 수요보다 30% 이상 넘치는 것으로 추정된다. 따라서 국내뿐 아니라 세계의 많은 업체가 구조조정을 벌리고 있어, 회복에는 시간이 필요할 것이다. 그러나 세계 태양광발전 규모는 2009년 7GW에서 2011년 29GW, 2014년에는 42GW로 예측되어 계속 증가 추세에 있다.

○ 태양광 기술은 독일, 미국, 일본이 우위이며 중국이 추격하는 상황이다. 우리나라는 태양광 기술 잠재력을 많이 가지고 있다. 실리콘을 기반으로 하는 반도체 기술과 신소재 개발을 위한 NT 역량도 크며 일부 기술은 선진국에 근접하고 있다. 향후 2세대 기술의 핵심소재 국산화와 성능 향상에 집중하고 장기적으로는 3세대 기술개발에서도 변환효율의 향상에 주력해야 할 것으로 생각된다.

○ 또한 정부는 연구지원 제도의 강화를 통해 학계 및 연구기관 중심의 원천기술 확보와 발전차액지원제도 강화 등의 현장 인센티브 확대를 통해 국내 태양광 산업을 활성화해야 할 것이다.

저자: Takato Hidetaka
자료유형: 학술정보