태양전지 연구동향

소개

국내 태양전지 분야는 다른 분야 대비 기술수준이 선진국 수준에 가까운 편이나 아직까지 국내에서는 단결정 태양전지의 소량생산만이 가능한 상황이다. 선진국 대비 국내 태양전지 산업의 기술 수준은 실리콘 태양전지가 72%, 박막 태양전지 66%, 축전지 77%로 비교적 타 태양광 산업 대비 양호한 수준으로 나타나고 있다. 한편 국내에 산업 기반이 이미 형성된 단결정 기판 및 태양전지, 결정계 실리콘 태양전지 모듈 등의 부문에서는 타 부문 대비 기술력이 높은 것으로 평가되고 있다. 상대적으로 기술수준이 높은 기판, 실리콘 태양전지, 모듈 등의 분야의 제작 및 생산에 있어서는 국산화율이 70~80%로 높게 나타났으나 그 이외에 폴리실리콘 원료 제조 분야 및 박막형/다결정 태양전지, 건물일체형 태양전지 모듈 분야에서의 기술개발은 시급한 상황에 처해 있다고 볼 수 있다. 그럼에도 불구하고 Ⅲ-Ⅴ 화합물 박막형 태양전지가 고집광 장치와 결합하여 발전 다가를 실리콘 태양전지 수준으로 낮출 수 있는 기술이 개발됨으로써 지상용 에너지원으로 부각되고 있다. 현재 집광형 Ⅲ-Ⅴ화합물 박막형 태양전지 최고 효율은 40.7%를 달성하였고, 매년 1%씩 효율 증가를 예상하고 있다.
염료 감응형 태양전지의 경우 우리나라가 세계 시장을 주도할 가능성이 있는 대표적인 태양전지 기술이다. 향후 반도체 TiO2의 표면개질 또는 대체 산화물반도체의 개발, 전지의 효율 및 수명을 향상시키는 연구가 계속 될 전망이다. 또한 태양광에 대한 흡수 범위를 넓히기 위해 현재 가시광만을 사용하여 발전을 하는 기존의 태양전지의 한계를 극복하기 위해 자외선 및 원적외선까지 이용하여 변환효율을 높이는 기술이 제안될 것으로 전망된다. 그리고 일본을 중심으로 전지의 수명에 큰 영향을 미치는 고체 전해질의 개발에 관한 연구가 크게 증가할 것으로 예상한다. 그리고 신구조에 관한 연구도 점차 중요성을 더해가고, 메카니즘 규명을 통해 기존 재료의 한계를 극복하는 신소재 개발이 확대될 것으로 예상된다. 이미 ETRI, KIST, 다이솔티모 등 연구소와 기업이 선진국과 대등한 수준의 기술력을 보유하고 있으며 세계적 수준의 디스플레이 기술 및 우수한 나노기술 인프라를 활용할 수 있어 차세대 태양전지 기술로서 세계 시장을 적극 공략할 수 있을 것으로 예상된다.

목차

1. 서론 ……………………………………………………………………………1

2. 태양전지 종류 및 원리 ………………………………………………………2
2-1. 결정질 실리콘 및 박막형 태양전지………………………………………3
2-2. 유기 분자형 태양전지………………………………………………………4
2-3. 염료 감응형 태양전지………………………………………………………4

3. 태양전지 연구 동향……………………………………………………………5
3-1. 결정질 실리콘 태양전지……………………………………………………5
3-2. 박막형 태양전지 ……………………………………………………………7
3-3. 유기 분자형 태양전지………………………………………………………8
3-4. 염료 감응형 태양전지………………………………………………………9

3. 결론 ……………………………………………………………………………11

참고문헌……………………………………………………………………………12

본문내용

지난 수백년간 석유, 석탄, 천연가스 등의 탄화수소 기반의 에너지원을 사용함으로써 세계 각국은 눈부신 산업화와 도시화를 이룩하였으나, 세계는 지금 기존 에너지원의 무분별한 사용으로 인한 매장량의 급격한 감소와 온실가스에 의한 지구온난화라는 심각한 위기에 직면해 있다. 화석연료의 과도한 사용으로 석유, 석탄, 천연가스의 가채년수는 각각 약 50년, 200년, 50년에 불과한 것으로 각국 정부와 연구기관 등은 예측하고 있다. 또한 세계적으로 지난 150년간 이산화탄소의 농도는 26% 증가하였고 그 증가속도는 점점 더 빨라지고 있음에 그 심각성이 있다. 따라서 화석연료의 고갈과 환경오염 등의 문제를 근본적으로 해결하기 위한 움직임이전세계의 큰 이슈가 되고 있는 가운데, 풍력, 지력, 바이오매스(bio-mass)뿐만 아니라 태양광을 신재생 에너지원으로 활용하고자 하는 노력이 계속되고 있다. 태양광 에너지는 태양열 에너지와 더불어 그 근본적 에너지원이 태양에너지이므로 무한대의 가채년수를 가지고 있고 수요처에서 곧바로 필요량을 생산할 수 있어 전력손실이 적고 송전비용이 적게 든다는 장점이 있다. 또한 소형화, 대형화가용이하여 소형 휴대용 전자기기의 전원으로 사용하거나 건물 외장재 겸 에너지 생산시설로 사용되는 등 응용 범위가 넓어 그 활용도가 다른 대체 에너지원보다 높을 것으로 기대된다 .

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