페 로브 스카이 트 태양 전지 시장 | 차세대 K-태양전지 페로브스카이트 - 석상일 화학 및 재료공학자 [#브라보K사이언티스트] / Ytn 사이언스 15 개의 정답

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■ 석상일/UNIST 에너지화학공학과 교수
대한민국 과학을 이끌어가는 과학자들의 연구와 삶을 들여다보며 그들을 응원하는 (브라보 K-SCIENTIST)
예순세 번째 주인공! 석상일 박사
지구온난화가 심각해지면서 신재생에너지를 사용해야 한다는 목소리가 커지고 있다. 특히, 자연의 큰 산물인 태양에너지를 사용하고자 하는 인간의 노력 끝에 나온 태양전지는 현재 다양한 분야에서 사용되고 있다. 하지만, 현재 상용화된 ‘실리콘 태양전지’는 비싸면서 공간의 효율성이 낮다는 단점이 있어 이를 극복할 수 있는 차세대 태양전지 중 하나인 ‘페로브스카이트 태양전지’ 연구가 학계의 뜨거운 관심을 받고 있다.
국내 페로브스카이트 태양전지의 권위자라고 불리는 석상일 박사팀은 세계 최초로 페로브스카이트 태양전지의 표면을 균일하게 만드는 방법을 고안해냈다. 그 덕분에 2014년에 발표한 논문은 페로브스카이트 태양전지 합성법의 바이블이 되었다고 한다.
이후, 석 박사 연구팀에서 만든 태양전지는 미국 신재생에너지 연구소에서 공인한 세계 최고 효율을 수차례 경신하며 세계 선두 자리를 지키고 있다. 최근에는 페로브스카이트 태양전지가 상용화될 수 있도록 대면적화 연구에 박차를 가하고 있다는데.
스스로를 뜨겁게 태워 지구 곳곳을 밝혀주는 태양. 그래서 우리는 식지 않는 열정을 가진 사람에게 경외감을 표한다. 비록 남들보다 늦게 시작했지만 뜨거운 열정으로 연구에 매진하는 석상일 박사의 이야기를 들여다보자.

#태양전지 #지구온난화 #신재생에너지 #태양에너지 #친환경에너지
#‘페로브스카이트 #차세대태양전지 #카이스트 #친환경기업 #에너지화학

[YTN 사이언스 기사원문] https://science.ytn.co.kr/program/program_view.php?s_mcd=1394\u0026s_hcd=\u0026key=202104130902207604

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기대했던 태양광 산업 혁신까지 갈 길 먼 이 물질

실리콘은 오늘날 시장에서 유통되는 태양광 패널의 약 95%에 사용된다. … 페로브스카이트 전지에 대한 최근 연구를 보면 효율성 같은 핵심 지표에선 …

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Source: www.technologyreview.kr

Date Published: 8/11/2022

[Tech Investor] 돈 되는 태양광…’페로브스카이트’로 예측한 미래

그렇다면 페로브스카이트 소재 태양전지의 특징은 뭘까. … 전망’ 자료(그래프 참조)에 따르면, 2022년 태양광발전산업의 세계시장 규모는 190GW다.

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Source: www.yeongnam.com

Date Published: 11/20/2021

각광받는 태양전지 신소재’페로브스카이트(Perovskite)’

테슬라가 일으킨 전기차 돌풍에 애플도 가세할 정도로 전기차에 대한 관심이 뜨겁다. 블룸버그의 전망에 따르면 세계 전기차 시장이 현재 수백만 대 정도 규모에서 2040년 …

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Source: new-q-cells.com

Date Published: 6/23/2022

[칼럼] ‘페로브스카이트 태양전지’ 상용화, 발전효율에 걸맞은 …

최근 국내외 태양광 시장에서 가장 핫(HOT)한 태양전지로 ‘페로브스카이트 태양전지’가 있다. 지난해 11월 8일부터 13일까지 제주도에서 개최된 ‘제30 …

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Source: www.industrynews.co.kr

Date Published: 11/25/2021

페로브스카이트 태양전지 < 핫키워드 < 뉴스 < 기사본문

때문에 현재까지도 가장 많이 쓰이는 제품은 에너지 효율 6%의 1세대 실리콘태양전지이며, 전 세계 시장의 90%을 차지하고 있다. 이에 비해 2세대 태양 …

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Source: www.ecotiger.co.kr

Date Published: 4/6/2021

2016-017 페로브스카이트 태양전지의 기술현황 및 시장동향.pdf

사실 페로브스카이트(Perovskite) 태양전지는 앞서 언급된 매우 낮은 원재료비와. 더불어 뛰어난 전력 변환 효율(power conversion efficiency, PCE)로 매우 유망한. 태양 …

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Source: repository.kisti.re.kr

Date Published: 11/20/2021

차세대 태양전지 동향

지(염료감응 태양전지, 페로브스카이트 태양전지, 유기태. 양전지, 양자점 태양전지)의 연구동향 및 … 에 대한 소비자의 인식이 높아지면 예상 기간동안 시장 성.

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Source: www.koreascience.or.kr

Date Published: 5/11/2022

페 로브 스카이 트 태양 전지 시장 – ĐIỆN THOẠI CỔ

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Source: ppa.covadoc.vn

Date Published: 10/5/2022

한국이 주도하는 ‘페로브스카이트 태양전지’ 특허기술… 국내 …

차세대 신·재생에너지 발전기술로 주목받는 ‘페로브스카이트(perovskite) 태양전지’ 분야 국내 특허출원이 급증하고 있다. 페로브스카이트 태양전지 분야 …

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Source: www.ipdaily.co.kr

Date Published: 9/21/2022

페로브스카이트 태양전지(PSC)의 잠재력 – 한국에너지공단

중국이 장악한 태양전지 시장에서 국내 기술로 위기를 극복하기 위해서 기존. 실리콘이 아닌 새로운 태양전지 연구개발이 필요. □ 페로브스카이트 기술 개요.

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Source: www.energy.or.kr

Date Published: 1/7/2022

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주제에 대한 기사 평가 페 로브 스카이 트 태양 전지 시장

Author: YTN 사이언스
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Date Published: 2021. 4. 12.
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기대했던 태양광 산업 혁신까지 갈 길 먼 이 물질

실리콘보다 더 싸고, 가볍고, 효율적인 태양 흡수 물질인 페로브스카이트를 주원료로 하는 태양전지가 등장하기까지는 더 많은 시간이 필요할지 모른다.

태양광 패널의 주원료는 실리콘이다. 실리콘은 오늘날 시장에서 유통되는 태양광 패널의 약 95%에 사용된다. 하지만 이 실리콘 태양전지는 태양의 빛 에너지를 이용해서 전기를 만들어낼 수 있는 양이 제한적이고, 여전히 상대적으로 제조 비용이 높다.

‘페로브스카이트(perovskite)’라고 불리는 화합물은 더 싸고, 가볍고, 효율적인 태양 흡수 물질로 오랫동안 실리콘 태양전지의 대체재로 주목을 받아왔다. 그러나 이러한 기대감에 편승해 이 기술을 상용화하려는 수많은 스타트업들이 등장했음에도 불구하고 일부 전문가들은 페로브스카이트 기반 태양전지가 상업적으로 큰 영향을 미치려면 앞으로 10년 가까운 시간이 더 필요할 수 있다고 전망하고 있다.

페로브스카이트 전지에 대한 최근 연구를 보면 효율성 같은 핵심 지표에선 진전이 있었으나 현실적으로 여전히 실제 세계의 여러 조건을 견뎌내기 힘든 것으로 나타났다.

호주 뉴사우스웨일스 대학의 마틴 그린(Martin Green) 태양 물질 연구원은 “페로브스카이트를 지지하는 사람들은 그것이 조만간 상용화될 것 같은 잘못된 인상을 심어주고 있다”고 말했다.

페로브스카이트는 햇빛을 효율적으로 흡수해 표면을 코팅하는 데 비교적 쉽게 쓸 수 있는 합성 물질 계열로, 태양 에너지를 활용해 전기로 전환할 수 있는 저렴한 태양전지를 만드는 데 사용 가능하다.

연구원들이 태양전지를 평가할 때 사용하는 주요 측정 기준 면에서 실리콘이 앞서고 있지만 페로브스카이트가 빠르게 따라잡는 형국이다. 특히 효율성에 면에서 그렇다. 효율성이란 전지 하나가 전기로 변환할 수 있는 태양 에너지 양을 말한다. 실리콘과 페로브스카이트 모두 최근 25% 이상의 기록을 세웠다.

페로브스카이트에 관한 연구가 빠르게 진행됨에 따라 이것을 이용할 수 있기를 기대하는 연구원들도 대거 연구에 착수하고 있다. 새로운 성과를 기대하게 해주는 과학 논문도 여러 편 나왔고, 투자도 뒤따르고 있다. 예를 들어, 미국 에너지부는 페로브스카이트 개발 기업들을 상대로 스타트업 상을 수여한다.

마이크로퀀타 세미컨덕터(Microquanta Semiconductor), 옥스퍼드 PV(Oxford PV), 소울테크놀로지(Saule Technologies) 등 몇몇 스타트업은 수백만 달러의 투자금을 조성하고 심지어 시범 프로젝트를 설치했다.

하지만 이런 고무적인 분위기에도 불구하고 조만간 페로브스카이트를 사용한 옥상 태양광 설비를 할 수 없게 만드는 몇 가지 중요한 문제가 해결되지 않았다. 무엇보다 심각한 문제는 취약한 내구성이다.

그렇다. 예전보다 튼튼해진 건 사실이다. 페로브스카이트는 연구원들이 새로 만든 샘플을 실험실을 가로질러 운반하는 동안에도 산산조각이 나곤 했다.

하지만 안정성은 여전히 어려운 해결 과제다.

4월 과학 전문지인 <사이언스>에 발표된 한 최근 연구에서 연구원들은 효율성과 수명을 향상시키는 첨가제를 섞어넣어 페로브스카이트 태양전지를 만드는 새로운 방법을 찾아냈다. 이렇게 만들어진 전지는 실험실에선 1,500시간 동안 높은 열과 습기를 견뎌냈다.

문제는 현실세계에서도 이와 똑같은 긍정적인 결과를 얻을 수 있느냐다. 연구진이 실제 조건을 시뮬레이션하기 어렵고, 실리콘이 이미 기준치를 높여놓은 상태다. 많은 제조업체들은 그들이 만든 실리콘 패널이 30년이나 심지어 40년 동안 성능의 80%를 유지할 수 있다고 장담한다.

최근 실시한 현장 실험에서 연구진은 페로브스카이트 전지는 몇 달 지나도 초기 수준의 90% 이상의 성능을 유지한다는 사실을 발견했다. 하지만 이 기간 동안 전지 성능의 10% 가까이를 잃는다는 건 기대만큼 좋은 결과는 아니다.

또 다른 문제는 이 실험들이 모두 소형 전지를 갖고서 진행됐다는 것이다. 페로브스카이트 크기를 확대해서 한데 묶어서 실물 크기의 태양전지판을 이루는 대형 전지를 만들 경우 효율성과 수명에 문제가 생기곤 한다.

그린은 이러한 문제를 해결하지 못한다면 페로브스카이트가 태양전지 시장을 장악하는 날이 일부 연구자들이 생각하는 것처럼 가까워졌거나 확실해지지 않았다고 생각한다.

레티안 더우(Letian Dou) 퍼듀 대학 페로브스카이트 연구원은 페로브스카이트를 비바람으로부터 보호해주는 안정제와 물질들을 첨가하는 등의 방법으로 미세 조정하면 결과적으로 페로브스카이트 태양전지가 일상적인 작동 조건에서 20년 동안 지속될 수 있을 것으로 예측했다. 그는 다만 페로브스카이트가 의미 있는 상업적 발전을 이루려면 10년 이상의 시간이 걸릴 것으로 내다봤다.

이러한 여러 가지 어려움에도 불구하고 다양한 종류의 태양전지의 필요성이 커지고 있는 게 사실이다. 특히 지금 태양전지 물질에 대한 수요가 폭발적으로 증가하고 있어서 더욱 그렇다고 블룸버그 뉴 에너지 파이낸스(Bloomberg New Energy Finance)의 제니 체이스(Jenny Chase) 태양 분석 책임자가 말했다.

그리고 페로브스카이트가 꼭 실리콘과 직접 경쟁할 필요는 없다. 페로브스카이트 층이 실리콘 전지 위에 쌓이는 탠덤 전지(tandem cell)에서도 사용할 수 있기 때문이다. 두 물질이 서로 다른 파장의 빛을 포착하기 때문에 상호 보완이 가능하다.

다만 페로브스카이트 태양전지를 훨씬 더 안정적으로 만들 수 있는 사람이 없다면 이런 어떤 일도 일어날 가능성이 낮다. 하지만 연구원들은 분명 그러한 기대를 버리지 않고 있다. 그린의 말처럼 “누군가가 정말로 성공시킬 가능성은 여전히 있다.”

[Tech Investor] 돈 되는 태양광…‘페로브스카이트’로 예측한 미래

문건일 변호사(테크인베스터)

최근 국내 한 연구진이 차세대 태양전지 소재로 꼽히는 ‘페로브스카이트(Perovskite)’를 활용해 태양광 효율을 25.2%까지 끌어올리는 데 성공했다. 아직 상용화하지 않았지만 이론상으로 87%까지 효율성을 높일 수 있는 기술인 점을 감안하면 조만간 기존 폴리실리콘 소재의 태양광 최고 효율성(26.7%)을 따라잡을 것으로 예측된다.

페로브스카이트 관련 국내 1위 기업인 한화솔루션은 기존의 폴리실리콘 위에 페로브스카이트를 쌓는 방법인 ‘탠덤(Tandem)셀’을 활용해 2025년까지 양산에 돌입한다는 목표를 세웠다. 이를 위해 지난 1월에는 페로브스카이트 관련 인재 250여명을 새로 유입하겠다고 밝혔다.그렇다면 페로브스카이트 소재 태양전지의 특징은 뭘까.첫째, 실리콘보다 광전효율이 높다는 점을 들 수 있다. 태양광 에너지를 기준으로 실리콘의 이론상 효율은 29%이고, 증명된 효율은 26.7%다. 그러나 페로브스카이트의 이론상 효율은 87%에 달하고, 달성 가능한 효율성은 현재 빠른 추세로 증가하고 있다.둘째, 제조 단가가 저렴하다. 실리콘은 1천400℃의 고온 공정을 거쳐야 하는 반면, 페로브스카이트는 100℃에서 공정이 가능해 제조 단가가 6배 이상 저렴하다. 더군다나 최근 코로나19 영향으로 태양광 발전용 유리 가격이 100%, 실리콘 가격이 50% 인상돼 실리콘 태양광 패널의 제조 단가가 상승하고 있다. 페로브스카이트의 가격 경쟁력이 더 강해질 전망이다.셋째, 가볍고 유연한 특성을 갖고 있다. 소재 특성상 실리콘보다 60분의 1 두께로 유연하기까지 한 것. 신문을 인쇄하듯 인쇄공정이 가능하고, 웨어러블기기나 건물 표면에도 적용할 수 있다.

<자료 : 한국수출입은행 해외경제연구소 제공>

페로브스카이트의 이와 같은 특징을 기반으로 예측해 본 가까운 미래는 더욱 흥미롭다.

먼저, 탠덤셀이 상용화할 경우 삼성전자와 맞먹는 글로벌기업이 탄생할 것이다. 한국수출입은행 해외경제연구소의 ‘글로벌 태양광 수요 현황 및 전망’ 자료(그래프 참조)에 따르면, 2022년 태양광발전산업의 세계시장 규모는 190GW다. 이는 2020년(130GW)보다 60GW가 증가한 규모다. 업계 안팎에선 이와 같은 성장세가 지속된다면 2025년에는 약 500조 원의 시장이 형성될 것으로 예측하고 있다.

2020년 4분기 기준 한국의 태양광 발전량은 4GW로 산업 전체의 3%에도 미치지 못하는 수준이다. 이마저 대부분은 중국기업이 생산하고 있다. 그러나 한화솔루션, 유니테스트, 신성이엔지 등의 기업이 앞선 기술력으로 태양광 점유율을 높인다면 시가총액 500조원에 달하는 삼성전자와 맞먹는 글로벌 기업이 탄생할 기반을 마련할 수 있다.

페로브스카이트의 유연하고 가벼운 특징은 기존 산업의 부가가치도 높일 것으로 예상된다. 가령 테슬라의 전기차 표면을 페로브스카이트 태양광으로 마감한다면 전기차 효율이 배 이상 증가할 수 있다. 중국 드론 제조사인 ‘이항’의 드론택시 경우 현재 배터리 기술로는 10분밖에 운행이 불가능하다. 하지만 표면에 새로운 태양전지를 입한다면 드론택시 상용화를 더욱 앞당길 수 있다.

스마트폰이나 태블릿 등 소형가전은 물론 웨어러블 기기에도 적용이 가능하다. 테슬라와 솔라시티의 일론 머스크를 비롯해 전 세계 기업이 굳이 전고체 배터리(Solid State Battery·배터리 양극과 음극 사이의 전해질이 고체로 된 2차전지)에 목을 맬 필요가 없는 것이다.

마지막으로 예상할 수 있는 미래는 광사태 기술 응용으로 충전이 필요 없는 시대의 도래다. 지난 1월 국내 연구진은 나노입자를 통해 빛의 연쇄증폭 반응을 보이는 현상, 즉 ‘광사태’ 현상을 발견해 네이처지 표지논문으로 게재한 바 있다. 광사태현상을 이용하면 마치 눈사태처럼 입력되는 에너지보다 더 큰 빛에너지를 출력할 수 있다.

물론 당장 상용화하기엔 이르지만 태양전지에 광사태(빛의 연쇄증폭) 현상을 활용한다면 흐린 날뿐만 아니라 실내 전등의 빛 수준만으로도 지금의 태양광전지와 같은 효율이 나올 수 있다. 애플과 삼성에서 충전기를 제공하지 않는 것이 당연시되는 시대가 올 수 있는 것이다.

에너지 혁명은 지금이 바로 그 시작일지도 모른다.

문건일

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[칼럼] ‘페로브스카이트 태양전지’ 상용화, 발전효율에 걸맞은 안전성·신뢰성 확보 필요

25년 이상 장수명 보장, 상용화 수준 제조단가 구현이 상용화 핵심 역할 담당

최근 국내외 태양광 시장에서 가장 핫(HOT)한 태양전지로 ‘페로브스카이트 태양전지’가 있다. 지난해 11월 8일부터 13일까지 제주도에서 개최된 ‘제30회 국제태양광학술대회(PVSEC-30)’에서도 국내외 태양광 전문가들은 페로브스카이트 태양전지에 대한 뜨거운 열기를 드러냈다.

이에 <인더스트리뉴스>는 PVSEC-30 조직위원장을 역임하며, 국내 태양광 산업 발전을 위해 일선에 활약 중인 영남대학교 화학공학부 박진호 교수를 통해 ‘정의, 개발동향, 상용화 전망’을 주제로 최근 기술개발이 가장 활발한 페로브스카이트에 대한 이야기를 전달하고자 한다.

Ⅰ-페로브스카이트 태양전지

Ⅱ-페로브스카이트 태양전지 개발동향

Ⅲ-페로브스카이트 상용화 전망 및 예상 적용 분야
[영남대학교 화학공학부 박진호 교수/공학박사] 2009년 일본의 미야자카 교수 연구팀이 처음으로 3.8% 효율의 제품을 보고함으로써 출현한 페로브스카이트 태양전지는 10년이 조금 넘는 짧은 기간 동안 실험실 수준 세계 최고 효율이 25.5%에 달할 정도로 빠른 속도로 높은 기술개발 수준을 보여 왔다.

현재 세계적인 주요 태양광 기업들과 연구소, 대학 등에서는 페로브스카이트를 기존의 실리콘 전지와 융복합한 탠덤 태양전지 개발에 박차를 가하고 있다. [사진=utoimage]
특히, 기존의 실리콘 태양전지나 CIGS 태양전지와 적층해 탠덤형(Tandem) 태양전지를 만들면, 기존 태양전지의 이론 효율에 도달하거나 이를 초월하는 고효율 태양전지를 만드는데 활용할 수 있다는 커다란 장점도 가지고 있어 페로브스카이트 태양전지에 개발에 대한 관심도는 해를 거듭할수록 높아지고 있다.

전통적 태양광 시장

현재 태양광 모듈이 채택되고 있는 대부분의 시장은 발전 산업과 관련된 시장으로, 크게 <표 1>과 같이 구분할 수 있다.

태양전지가 매우 고가이고 상용화 생산이 시작되기 전에는 주로 우주용(인공위성이나 스페이스 스테이션 전원용) 태양광발전 시스템에 사용돼왔고, 이후 전자 손목시계나 전자계산기에 들어가는 민수용 가전제품의 일부로 사용돼왔다.

표 1. 태양광 모듈이 적용되는 발전 시장 구분

그러나 이들 시장은 그 규모가 매우 작아 대규모 양산제품을 만들기에는 부족했고, 최근 급속히 시장을 넓혀나가고 있는 시장은 지상용 태양광발전 시스템 시장이라고 할 수 있겠다. 물론 이러한 지상용 발전 시스템 시장의 확대는 고효율 전지 개발에 따른 결과라 할 수 있으나, 그에 못지않게 규모의 경제 달성에 의한 제조 단가의 급락이 초래한 바가 더욱 크다고 할 것이다.

지상용 태양광발전 시스템은 다시 독립형 시스템(Stand-alone Off-grid PV System), 계통연계형 시스템(Grid-connected PV System) 및 복합형 시스템(Hybrid PV System)으로 구분할 수 있다.

좀 더 세분하면, 독립형시스템은 Off-grid Domestic System과 Off-grid Non-domestic System. 계통연계형 시스템은 On-grid Distributed System과 On-grid Centralized System으로 다시 구분되기도 한다. 한편, 복합형 시스템은 그 이름이 의미하는 바와 같이 디젤발전, 풍력발전, 지열발전과 복합화된 태양광발전 시스템을 의미한다.

신규 활성화 시장

이러한 전통적인 태양광발전 시장에 이어 최근 들어서는 태양광발전의 용도를 확대하려는 시도가 매우 활발히 전개되고 있다. 아래에 그 대표적인 예들을 열거했다.

태양광발전 시스템의 다양한 활용방안

대규모 태양광발전 시스템을 설치할 평지가 많지 않은 우리나라의 경우 이러한 다목적 용도의 태양광발전 시스템을 개발하고 적용하려는 시도가 매우 활발히 이루어지고 있다. 우리나라는 70% 이상이 산지로 이루어진 지형을 가지고 있어 산림을 훼손하지 않고 태양광을 설치할 수 있는 공간이 절대적으로 적으며, 평지도 대부분 농림지역이나 도시에서 사용되고 있어 태양광을 설치할 수 있는 넓은 공간은 만들기가 어렵다는 특징을 가지고 있기 때문이다.

따라서 논밭에서 농업을 하면서 동시에 태양광발전을 하는 농업공존형 태양광발전 시스템이나 댐이나 저수지의 수면을 이용한 수상태양광발전 시스템, 그리고 도시의 건축물 표면을 이용한 건물통합형 태양광발전 시스템에 대한 개발동기가 특히 강조되고 있다고 하겠다. 아직 상용화되기에는 이른 측면이 있으나 도로통합형 태양광발전 시스템이나 차량용 태양광 시스템도 향후 큰 시장을 만들 수 있을 것으로 전망되고 있다. 시장규모는 크지 않으나 태양광발전의 응용을 확대하는 측면에서 제품적용형 태양광발전시스템의 개발도 지속적으로 이루어지고 있다고 하겠다.

페로브스카이트 태양전지 상용화 전망

페로브스카이트 태양전지의 궁극적인 활용처는 위에 설명한 고효율, 장수명 발전 시스템에 탑재될 수 있는 전지에 있다고 하겠다. 다만, 현재로서는 재료의 안정성과 신뢰성 이슈가 충분히 해결되지 못해 본격적인 발전용 전지에 사용되기에는 미흡한 실정이다. 따라서 현재 세계적인 주요 태양광 기업들과 연구소, 대학 등에서는 페로브스카이트를 기존의 실리콘 전지와 융복합한 탠덤 태양전지(Tanem Solar Cell)의 개발에 박차를 가하고 있는 실정이다.

즉, 상대적으로 에너지 밴드 갭(Band Gap)이 큰 페로브스카이트 층을 상부 전지 셀로 사용하고, 이를 기존의 실리콘 하부전지 위에 적층하는 형식으로 제작해 태양광 스펙트럼을 보다 넓게 사용하려는 시도라 할 수 있다. 현재 실리콘 태양전지의 최고 효율이 25%에 육박하고 있는데, 페로브스카이트 탠덤 태양전지는 30~35%에 육박하는 태양전지를 구현할 수 있을 것으로 전망되고 있다.

물론 이러한 탠덤 태양전지도 발전용에 사용되기 위해서는 25년 이상의 수명이 보장돼야 하므로, 소재의 안정성과 신뢰성의 극복이라는 이슈를 해결한다는 가정 아래 가능한 시나리오라 하겠다.

페로브스카이트 태양전지 상용화는 제품 특성에 걸맞은 적절한 수명과 높은 효율, 유연성 및 반투명성, 칼라구현 가능성 등 장수명 이외의 특성 구현과 함께 상용화 가능한 수준의 제조단가 구현이 가장 핵심적인 역할을 담당하리라 전망된다. [사진=utoimage]
따라서 비교적 크기가 작고 봉지(Encapsulation)가 용이한 DIPV나 25년 이상의 장수명을 요구하지 않는 개인용 제품(백팩(Backpack)이나 아웃도어 의류 등)에 적용되는 태양전지로 먼저 상용화가 될 수 있을 것으로 전망된다.

최근 태양광 모듈 제조에 있어 전지를 외부환경으로부터 보호하는 봉지기술이 크게 발전하고 있으므로, 이러한 봉지기술의 선진화가 신속히 이루어질 경우, 페로브스카이트 소재의 원천적인 신뢰성 증가가 없더라도 비교적 수명이 짧은 태양광발전 시스템에는 효율이 높을 경우 적용이 가능할 것으로 전망된다. 특히, 건물통합형(외장형) 태양광발전 시스템이나 차량용 태양광발전 시스템이 이들의 대표적인 예라 하겠다.

페로브스카이트 전지의 활용을 극대화하기 위해서는 유연한 기판 위에 제작 가능한 유연 태양전지가 구현돼야 할 것이다. 따라서 유연태양전지(Flexbile Solar Cell)에 적합한 다양한 박막태양전지(CIGS, CdTe, 유기 태양전지 등)를 하부전지로 채택하고, 페로브스카이트 전지를 상부전지로 적층한 고효율(25% 이상) 유연 탠덤 태양전지가 개발될 경우 25년 이상의 장수명이 보장되지 않더라도 위에 언급한 일부 시장에는 충분히 적용이 가능해 시장을 크게 확대할 수 있을 것이라 전망된다. 빛을 일부 투과하면서도 발전이 가능한 반투명 태양전지에의 응용도 기대가 된다고 하겠다.

결국 페로브스카이트 태양전지의 상용화는 제품 특성에 걸맞은 적절한 수명과 높은 효율, 유연성 및 반투명성, 칼라구현 가능성 등 장수명 이외의 특성 구현과 함께 상용화 가능한 수준의 제조단가 구현이 가장 핵심적인 역할을 담당하리라 전망된다.

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