차세대 태양전지 개발 활발…붙이고 바르는 것까지 선봬

[에너지경제신문 최윤지 기자] "이젠 붙이고 바르는 태양전지까지 선보였다."

차세대 태양전지 연구성과가 최근 봇물 터지듯 쏟아지고 있다.

31일 업계에 따르면 한국에너지기술연구원, 한국과학기술연구원(KIST), 한국전자기술연구원(KETI) 등이 차세대 태양전지 개발에 성공했다. 민간 한전 전력연구원도 차세대 태양전지를 개발한데 이어 본격적인 사업추진에 나섰다.

에너지기술연구원 태양광연구단은 전날 세계 최초로 유연성과 투광성을 동시에 갖는 양면수광형 구리·인듐·갈륨·셀레늄(CIGS) 박막 태양전지 기술을 개발했다고 밝혔다. 건물의 창문이나 외벽에 붙여 전기를 생산할 수 있는 투명 태양전지로 투광성이 높아 태양전지 전·후면 양방향에서 빛을 흡수, 효율을 높일 수 있다.

▲한국에너지기술연구원의 CIGS 박막 태양전지 구조

과학기술연구원 광전하이브리드연구센터 손해정 박사팀도 지난 27일 태양전지 원료의 용액을 코팅 후 고체화되는 속도를 제어하는 방법으로 고효율 용액공정 유기태양전지의 대면적화에 성공했다고 발표했다. 앞으로 이 기술이 실용화하면 페인트처럼 칠하는 방법으로 공간 제약 없이 태양전지를 제작하는 것이 가능할 전망이다.

▲한국과학기술연구원(KIST) 손해정 박사팀이 개발한 대면적의 고효율 유기 태양전지 모듈

전자기술연구원도 같은 날 에너지 모으며 바깥도 보는 고효율 투명 태양전지를 개발했다고 밝혔다. 투명하다는 장점뿐 아니라 전력 생성 열에너지 보전 등을 동시에 수행한다는 특징이 있다. 이 기술은 산업통상자원부 ‘신재생에너지핵심기술개발 사업’ 지원으로 개발됐으며 한국나노기술원, 홍익대, 경기대, 영동테크윈, LG화학이 공동 참여했다.

▲한국전자기술연구원(KETI)이 개발한 LSC가 적용된 창호형 투명 태양전지(왼쪽)와 일반창호(오른쪽)

민간 발전사도 가세했다. 한전 전력연구원은 지난 26일 차세대 태양전지 개발 기업인 유니테스트와 ‘유리창호형 태양전지 사업화를 위한 기술협력 양해각서(MOU)’를 체결했다고 밝혔다. 유리창호형 태양전지 사업화를 위해서는 최소한 가로 10㎝, 세로 10㎝ 이상의 크기 모듈 제작이 필요하지만, 현재 한전은 가로 2.5㎝, 세로 2.5㎝ 면적 보유기술만 갖고 있다. 유니테스트는 상용화 가능한 대면적 크기(200~800㎠) 제작이 가능하다. 이번 MOU를 통해 800㎠ 이상의 면적에서도 높은 효율을 가지는 태양전지를 개발하는 것이 목표다.

유리창호형 태양전지는 반투명하고 가벼워 건물 벽면, 유리창 등 건물 외장에 부착이 가능한 태양전지다. 태양광을 설치할 땅이 부족하고 고층건물이 많은 국내에 적합한 친환경 발전기술로 꼽힌다. 한전 전력연구원에 따르면 유리창호형 태양전지를 20층 빌딩에 설치할 경우 200㎾급 이상의 규모로 연간 210t의 이산화탄소 저감효과가 있다.

▲한국전력 전력연구원에서 개발한 유리창호형 태양전지

◇ 기관 및 업체별 최근 태양전지 개발·사업화 내용
기관	내용	특징	연도
한국에너지기술연구원	양면수광형 CIGS 박막 태양전지	세계 최초로 유연성과 투광성 동시 보유.	2020.08.
한국전자기술연구원	창호형 고효율 투명 태양전지	태양광 에너지를 모으는 동시에 투명성 구현.	2020.08.
한국과학기술연구원	고효율 유기태양전지 대면적화 기술	페인트처럼 칠하는 태양전지 구현 가능성. 용액공정 태양전지 개발이 가속화 예상.	2020.08.
한국전력 전력연구원	유리창호형 태양전지 사업화	200℃ 이하 공정으로 실리콘 태양전지보다 생산 비용은 낮으나 광전 변환효율은 비슷, 대면적화가 과제.	2020.08.
기업	내용	특징	연도
SK건설·알루이엔씨·국영지앤엠	공동주택 창문형 태양광 발전시스템 개발	국내 최초. 투과율을 10~30%까지 선택 적용 가능. 발전된 전기를 세대 내 전력계통에 안정적으로 전달하는 ‘조작 가능한 BIPV 시스템’도 공동 개발.	2020.08.
신성이엔지·코오롱글로벌	BIPV 모듈 ‘솔라스킨’ 사업화	기존 컬러 BIPV 단점 개선, 흰색 구현, 전력생산 기준 180W급 모듈.	2020.04.
이건창호	인천공항 제2터미널  ‘BIPV 시스템’ 등 시공	제2 교통센터 지붕 위 BIPV 시스템 402.48㎾ 부착, 여객터미널 지붕 전면 PV 시스템 1236㎾ 부착.	2018.02.