특허청, ‘새로운 녹색에너지- 박막형 태양전지가 뜬다’

특허청, ‘새로운 녹색에너지- 박막형 태양전지가 뜬다’

KISTI 『국내외정책동향(GPS)』 2009-07-20

새로운 녹색에너지, 박막형 태양전지가 뜬다’ - 박막형 실리콘 태양전지관련 표면증착기술 특허출원 동향 -   최근 지구온난화에 의한 자연재해의 문제가 심각해지면서 전 세계적으로 온실가스 배출량을 의무적으로  감축해야 하는 상황이 도래하였다. 2013년부터는 포스트 교토의정서 체제가 구축되는데, 이산화탄소의 배출량이 세계 16위인 우리나라는 이산화탄소 가스 감축 의무를 면키 어렵다고 한다. 이에 대응하여 정부는 저탄소 녹색 성장을 경제발전의 신성장 동력으로 제시하고, 바이오연료, 풍력, 지열, 조력, 태양에너지 등과 같은 신재생에너지의 개발 지원에 박차를 가하고 있다.   특히 태양광발전은 세계각국 정부의 적극적인 지원정책으로 최근 2~3년  사이에 30% 이상의 빠른 성장을 보이고 있는 분야이다. 현재 1세대 결정형 Si 태양전지는 높은 에너지 전환  효율과 안정된 성능을 바탕으로 90%의 시장 점유율을 차지하고 있다. 하지만, 원재료인 폴리실리콘의 부족  현상이 갈수록 심화되고 있을 뿐 아니라, 결정형 Si 태양전지의 제조 단가는 다른 신재생에너지에 비해 수배 이상 높아 빠르게 보급되기는 어려운 실정이다.    최근 이러한 문제를 해결하기 위해 실리콘 재료를 최소화할 수 있는 박막형 Si 태양전지에 업체들이 많이 관심을 보이고 있다. 박막형 Si 태양전지는 CdTe, CIGS형 태양전지와 함께  2세대 태양전지로 분류된다. 박막형 Si 태양전지는 결정형 Si 태양전지에 비해 에저지 전환 효율은 다소 낮은 편이지만, 제조시 사용된 에너지 회수기간이 절반 정도로 짧고, 두께도 1%에 불과하므로, 제조 단가를 혁신적으로  절감할 수 있다. 또한, 박막형 태양전지 분야는 산업화 초기 단계에 있으며, 제작 방식이 반도체·LCD 증착기술과 유사하기 때문에, 세계 최고 수준의 반도체·LCD 증착기술을 가지고 있는 국내 업체가 기술 및 시장 경쟁력 면에서 우위를 차지할 가능성이 높다.    특허청(청장 고정식)에 따르면, 지난 14년간(1995~2008) 화학적 기상 증착, 물리적 기상 증착 방식과 같은 반도체·LCD 증착기술을 적용한 박막형 Si 태양전지의 국내 특허출원(실용신안 포함)은 총 707건이었다. 이를 연도별로 살펴보면 1995~1996년 27건, 1997~1998년 66건, 1999~2000년 62건, 2001~2002년 57건, 2003~2004년 82건, 2005~2006년 164건, 2007~2008년 249건으로, 1997년 외환위기 이후 2004년까지 잠시 주춤했다가 최근에는  급격히 증가하는 추세임을 알 수 있다. 현재 세계적인 금융위기로 태양광 시장이 잠시 주춤하였지만, 국내의 관련 업체들은 시장 진출을 위한 준비가  한창이다. 한국철강 및 알티솔라는 국내서 최초로 박막형 비정질 Si 태양전지 라인을 건설하였고, 박막형 비정질 Si 태양전지의 핵심소재인 모노실란 시장에서도 소디프신소재 및 코아텍은 생산설비의 대규모 증설에 나섰다고 한다. 아직 대부분의 업체는 1세대 결정형 실리콘 소재분야에 집중되어 있고, 박막형 태양전지 생산을 목표로 하고 있는 업체는 5개사에 불과하지만, 태양광 발전 산업의 급격한 확장에 따라 머지않아 박막형 Si 태양전지를 포함한 다양한 박막형 태양전지의 상용화가 이뤄질 것으로 예상되고 있다.   태양전지 산업을 육성하기 위해 정부의 지원도 크게 확대될 예정이다. 지식경제부는 그린에너지 전략로드맵(안)을 통해 오는 2012년까지 3398억 원을 투자하기로 하였다. 장기적으로는 결정형 반도체 태양전지를 기반으로 하고, 차세대 박막형 태양전지로 다각화하는 방향으로 설정되었다. 이에 따라 앞으로도 관련 기술 개발 및 특허 출원이 지속적으로 증가할 것으로 전망된다.    이와 관련, 특허청에서는 해당분야 중소기업들의 보다 효율적인 지식경영을 돕기 위해, 지식재산관리 전담부서 설치, 맞춤형 특허맵 작성, 지식재산 인재육성 프로그램 지원 등을 포함하는 지식재산 경영 종합 컨설팅 사업을  실시하고 있다.