1. 태양전지 역사

 

 

 1. 태양전지 역사

   - 1839년 프랑스 과학자 Becquerel이 전해질 속에 담겨진 2개의 금속전극으로부터 발생하는 전력이 빛에 노출시 그 크기가 증가하는 광기전력 (Photovoltaic) 효과 발견

   - 1954년에는 미국 Bell Lab에서 실리콘을 소재로 한 최초의 태양전지가 개발

   - 1958년에는 우주선 Vanguard I호의 전원공급용으로 최초로 실용화

   - 1970년대 2차례의 석유파동을 겪으면서 지상용 전원으로 활용하기 위한 가능성에 주목

   - 1980년대부터 선진국의 체계적이고 집중적인 연구개발에 힘입어 지상 발전용으로 사용되기 시작

   - 에너지 환경 문제가 지구적 차원의 문제로 부각됨에 따라 가장 유망한 신에너지 기술의 하나로 인식

   - 선진국의 대규모 정부 지원에 따른 시장의 확대와 함께 기술개발이 한층 더 강화되어 최근 수년간은 시장 규모가 매년 35% 이상씩 성장

  ○ 일본의 경우 2000년 현재 모듈기준 태양전지의 제조단가는 약 140엔/W, 태 양광발전의 전력단가는 대략 70엔/kWh임

  ○ 현재 사용되고 있는 태양전지는 웨이퍼 형태의 단결정 및 다결정 실리콘 태양 전지로 전체 시장의 약 85%를 점유

  ○ 1980년대 이후 태양전지 제조에 가장 먼저 사용된 단결정실리콘은 효율이 높아 많이 사용됨

  ○ 값이 싸고 대량생산이 용이한 다결정실리콘 기판을 이용한 태양전지 시장의 점유율이 계속 증가 추세임

  ○ 태양전지 시장이 급격히 증가함에 따라서 값이 싼 태양전지용 실리콘 원료에 대한 기술개발에 집중

  ○ 실리콘 원료의 소비를 줄이기 위한 리본 형태의 기판에 관한 기술개발이 활발히 진행됨

  ○ 태양전지의 가격을 줄이기 위해서 값싼 기판위에 박막형태의 태양전지를 증착시키는 기술이 계속 연구되고 있음

  ○ 박막 태양전지 중 가장 처음으로 개발된 비정질실리콘은 가격이 싸지만 효율이 낮고 광열화가 생김

  ○ 효율의 향상과 함께 초기 열화현상을 최소화할 수 있는 다중접합 구조의 비정질실리콘 태양전지가 개발 중에 있음

  ○ CdTe, CuInSe2 계의 화합물반도체를 소재로 박막 태양전지는 효율이 높고 초기 열화현상이 없는 등 비교적 안정성이 높은 태양전지 실용화 연구중에 있음

  ○ GaAs, InP 등의 단결정 화합물 태양전지는 효울이 아주 높지만 가격이 매우 비싸서 우주선 등의 전원공급용에 국한되어 사용됨

  ○ 1990년대 초반부터는 유기염료를 소재로 광합성원리를 이용한 염료감응 태양전지와 전자주개 (Donor)와 전자받개 (Acceptor) 특성을 갖는 유기분자형 태양전지와 같은 유기태양전지 연구가 진행됨

  ○ 유기분자형 태양전지는 에너지변환효율이 2003년 현재 2-3% 정도로 매우 낮지만 매우 얇고 가벼운 플라스틱 태양전지 제조가 용이함

  ○ 1991년 스위스 Gratzel 그룹에서 보고한 염료감응 광전기화학 태양전지는 제조단가가 실리콘의 1/5 수준으로 매우 낮아 가격경쟁력이 우수한 기술로 평가받고 있지만 수명이 짧다는 단점이 있어 이에 대한 연구가 진행 중임