박막 태양전지.결정질 실리콘 태양전지 등 태양광을 이용한 차세대 무공해전 지에 대한 관심이 고조되고 있는 가운데 "한.일 태양광 국제공동세미나"가 22 23일 이틀간 대덕연구단지내 한국에너지기술연구소에서 열렸다. 세미나에 서 발표된 주요논문을 통해 국내외 태양전지분야의 개발동향 및 상품화현황 을 소개한다. <편집자주> 석유에너지 등 기존 화학에너지를 대체하기 위해 태동된 태양전지는 현재 박 막태양전지를 중심으로 결정질 규소태양전지와 인공위성에 사용되는 화합물 태양전지 등으로 계속 발전돼 나가고 있다.
이중에서도 아모퍼스(비정질)실리콘、 CIS(Cu-In-Si⁴) 등 박막 실리콘을 원 료로한 박막(Thin-Film) 태양전지는 고효율.저가격을 무기로 태양전지분야의 기대주로 새롭게 각광받고 있다. 이미 일본이 지난 93년 "뉴선샤인 프로그램 "이란 신4개년 태양전지개발계획을 발표하면서 태양전지의 개발에 나서 에너지변환효율이 12~14%까지의 고효율제품을 개발、 현재 시판하는 등 결정질 태양전지를 빠른 속도로 대체해 나갈 전망이다.
현재 아모퍼스실리콘을 기반으로 한 박막태양전지분야는 후지전기.산요전기등이 중심이 되어 잇따라 상품화에 성공、 이미 시장에 선을 보이고 있으며C IS분야는 마쓰시타가 축이 돼 15%대의 고휴율제품의 상품화에 박차를 가하고 있다.
우리나라도 새로운 대체에너지에 대한 관심이 높아지면서 박막태양전지기술 이 급진전되고 있다.
유공은 비정질실리콘을 이용해 변환효율 8.7%대의 박막태양전지모듈을 제작 、 상품화단계에 접어들고 있다. 또 한국에너지기술연구소는 96년말 목표로 셀렌화방법과 순차증착방법을 활용해 고특성CIS박막태양전지를 개발하는 등 박막태양전지의 조기개발을 적극 추진중이다.
에너지변환효율이 높아지고 저가격이 실현됨에 따라 박막 태양전지의 응용분야도 크게 확대될 전망이다. 태양전지는 그동안 우주용이나 송전이 불가능한 낙도전원용에 국한돼왔으나 앞으로는 기존 상용전원을 대체、 건물용.주거 용.수송용.자동차용 등으로 계속 새로운 활로를 찾을 것으로 보인다.
결정질 실리콘태양전지는 지난 10년동안 일본이 개발에 많은 노력을 기울여 큰 성과를 거두고 있다. 현재 단결정 및 다결정 실리콘태양전지의 효율은 각각 21%와 17%에 달하고 있으며 대면적화와 저가화에 초점이 맞춰져 있다.
일본교세라.혹산.쇼와.샤프 등이 15%대의 효율을 실현했는데 이미 7백여곳에 설치를 마친 것으로 알려졌다.
우리나라는 실트론.삼성종합기술원이 단결정 및 다결정 실리콘태양전지의 기술개발을 이끌고 있다. 실리콘은 단결정을 이용해 14~15%대의 제품을 상용 화했으며 연구소차원에서 17%까지 개발을 끝냈다. 또 삼성은 매몰 접촉형의고효율단결정실리콘태양전지를 개발했다.
인공위성의 전원용으로 사용되는 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 태양전지는 위성강국인 미국.일본.유럽이 기술을 주도하고 있는데、 미국의 NREL연구소가 29%의 최고효율을 기록하고 있다. 국내에서는 개발에 참여한 업체는 없으며 아직 다만한국에너지기술연구소가 개발을 추진중이다. <이중배 기자>