한국전자통신연구원(ETRI)가 '차세대 박막 태양광발전 연구본부'를 신설, 차세대 태양광발전 기술 사업화에 착수했다고 16일 발표했다.
태양전지는 반도체 특성을 이용해 태양광을 전기로 변환하는 장치로, 변환 효율이 높으면서 제조 비용이 저렴하고 반영구적으로 사용할 수 있어야 한다.
세계적으로 태양광발전 시장은 연평균 33%의 고속성장을 하고 있으며, 올 9월 그린피스와 EPIA(유럽태양광산업협회)는 오는 2030년에 태양광발전 시장이 연간 3,000억 유로(약 461조7,000억원)의 매출을 올릴 가능성이 있다고 예측했다.
태양광발전 시장은 현재 실리콘을 주 원료로 하는 1세대 결정형 태양전지가 시장을 주도(90% 이상)하고 있으나, 실리콘 공급 부족과 고비용으로 인해 경제성이 낮았다.
이에 따라 ETRI는 화합물 반도체를 사용, 2세대 박막형 태양전지 연구에 착수했다. ETRI에 따르면 이는 저비용, 고효율로 전세계적으로도 산업화 초기 단계에 있는 신기술이다.
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| 화합물 반도체 태양전지 모듈로 MP3를 구동하고 있는 모습 |
ETRI는 화합물 반도체 노하우를 바탕으로 2세대 박막형 태양광 분야에서 총 82건의 국내외 특허를 보유하고 있다. 특히 부품제작에 필요한 공정기술도 22건의 특허를 보유하고 있으며 약 5,000㎡의 반도체생산공장(팹, Fab)과 융합시험실을 구축해 운용하고 있다.
특히 ETRI는 세계 최고 수준의 반도체 및 디스플레이 기술을 보유하고 있으며, 박막형 태양전지 제조 공정은 대형 평판 디스플레이 제조 공정과 유사한 부분이 많다.
ETRI 측은 지난 2005년에 2세대 기술인 종이처럼 얇고 쉽게 휘어지는 세계 최고 성능의 '염료 감응 태양전지' 기술을 확보하고, 현재 7.4% 효율의 스테인레스 스틸을 사용한 유연기판 태양전지 소재 및 공정기술을 개발해 세계 최고의 기술 경쟁력을 확보하고 있다고 밝혔다.
ETRI는 기술개발과 동시에 산업화가 가능하도록 하기 위해 태양전지 대량 생산에 필수적인 대면적(3,000㎠ 이상, 약 32인치) 박막 제작을 위한 대량 생산공정 개발 및 공정장비 개발을 동시에 추진할 계획이다.
이를 위해 일조량이 풍부한 중동 아랍에미레이트(UAE) 및 리비아와 박막형 태양전지 상용화를 위한 테스트베드 운영 등 사용화를 위한 국제공동연구 양해각서(MOU)를 체결하는 등 국제협력 체계를 구축했다.
ETRI는 앞으로 '대면적 CIGS 화합물 반도체 박막형 태양전지 기술 개발' 과제를 시작함으로써 차세대 화합물 반도체 태양전지 개발에 핵심역량을 집중할 계획이다.
이를 통해 2008년 현재 500원/kWh 발전단가(원자력은 40원/kWh, 수력은 85원/kWh)를 2015년까지 70원/kWh로 낮추어 중동 지역의 태양광 신시장을 창출할 계획이다.
