이번 성균국제솔라포럼에서는 태양광 관련 여러 주제들이 발표됐지만 이 중에서도 △실리콘 태양전지 △염료감응형 태양전지(DSSC) △유기 태양전지(OPV)의 세 분야에 관심이 집중됐다. 부문별 대표적인 발표 내용을 살펴봤다.
◇실리콘 태양전지=전지산업 육성을 위한 벨기에의 비영리 연구기관인 IMEC의 크리스 베르트 박사는 실리콘 태양전지의 ‘제조단가 낮추기’를 강조했다. 새로운 10년을 맞아 그리드패리티를 달성하기 위해서는 시스템적인 제조단가를 반드시 낮춰야 한다는 것이다.
베르트 박사는 또 태양전지 가격을 낮추기 위해 실리콘 사용량을 줄일 것을 주문했다. 베르트 박사는 “와트(W)당 사용되는 실리콘의 양을 줄이는 것은 필수이고 은(Ag)처럼 가격이 높고 장기간 사용하기 힘든 재료는 구리 등으로 대체하는 것도 중요하다”고 강조했다.
실리콘 태양전지가 다른 종류의 태양전지에 비해 현재 지배적인 위치를 차지하게 된 것은 마이크로·나노 전자공학을 바탕으로 한 기존의 지식과 장비가 뒷받침됐기 때문이라고 분석했다.
또 지금보다 활용 영역을 더 확장하기 위해서는 마이크로 전자공학에서 사용하는 절차와 분석 툴박스(Toolbox)를 태양전지 관련 장치 개발 등에 활용해야 한다는 게 크리스 박사의 설명이다.
◇염료감응형 태양전지(DSSC)=앤더스 하그팰트 스웨덴 웁살라대 교수는 “염료감응형은 다양한 면에서 다른 태양전지보다 뛰어난 특징을 갖고 있다”고 밝혔다. 하그팰트 교수는 빛이 분산되거나 온도가 높은 상황에서도 효율적인 운영이 가능하다는 점 등 염료감응형 태양전지만의 장점이 많다고 강조했다. 이밖에도 모양·색·투명성 부문의 응용이 가능해 디자인적인 면에서 훌륭하고, 이를 다른 제품과 연계함으로써 새로운 사업 기회를 창출할 수 있다고 말했다.
염료감응형 태양전지는 그간 우리나라와 일본 기업을 중심으로 꾸준히 개발이 진행돼 왔으며, 건물 일체형 태양전지(BIPV) 등으로 응용돼 시장이 지속 성장할 것으로 예상되고 있다.
이준혁 동진쎄미켐 사장도 염료감응형 태양전지의 디자인적 장점과 함께 원재료의 제한이 적어 비교적 규모의 경제를 이루기 쉽다는 특징을 강조했다. 이 사장은 또 “다른 태양전지 기술에 비해 경쟁력을 갖추기 위해 염료감응형은 10%의 모듈 효율이 필요한 것으로 알려져 있다”며 “이를 달성하기 위해 15%의 태양전지 효율 달성, 높은 성과의 달성이 가능한 핵심소재의 개발 등 핵심 기술에 대한 연구가 지속돼 왔으며 앞으로도 그럴 것”이라고 말했다.
◇유기 태양전지(OPV)=유기 태양전지에 대해서는 칭 탕 미국 로체스터대 교수와 조반 라그밋 미국 화학소재과학연구소 박사가 발표를 했다.
칭 교수는 유기 태양전지의 효율이 빠르게 10%에 접근하고 있으며, 실질적인 응용에 대한 부문이 갈수록 주목을 받고 있다고 분석했다. 하지만 보다 강하고, 가격이 낮은 유기 태양전지를 만들기 위한 기술 개발은 여전히 과제로 남아있다고 지적했다.
칭 교수는 “유기 태양전지의 효율이 이전보다 훨씬 높아진 것은 사실”이라면서도 “아직은 다른 태양전지 대비 가장 낮은 수준”이라고 말했다.
조반 라그밋 박사도 효율의 문제를 지적했다. 원인으로는 일반적으로 느린 전자(캐리어) 이동도(Carrier mobility)와 충분하지 않은 흡광력 등을 꼽았다. 유기 태양전지의 잠재력을 발휘하기 위해서는 시스템에서 쓰이는 유기 반도체 관련 광물리학 및 캐리어 역학에 대한 근본적인 이해의 진전이 필요하다고 밝혔다.
유선일기자 ysi@etnews.co.kr