박막 태양광 발전에 대해 이해해보자

박막 태양광 발전에 대해 이해해보자

 

태양광 시공 전문기업

파랑티에스에너지

 

안녕하세요! 티스토리 독자 여러분 벌써 한 달이 훌쩍 지났습니다.

구정이 지나야 진짜 새해라는 말이 있죠 올 한 해도 복이 많이 들어오는

한 해가 되길 소망합니다. 오늘은 박막 태양광 발전에 대해 설명해드리겠습니다. 

 

박막이란, 표면적에 비해서 두께가 무시할 수 있을 정도로 작은 막을 의미합니다. 박막 태양 발전은 차세대 발전시스템으로 유리, 금속판 또는 플라스틱 같은 저가의 물질을 웨어퍼로 활용하여 광흡수층 물질을 얇은 두께의 막을 입혀 생산한 태양전지를 뜻합니다. 실리콘의 두께를 극한까지 얇게 한 것이 박막 태양전지입니다.

 

 CIGS 박막 태양전지란 구리(CU) 인듐(IN) 갈륨(GA) 셀레늄(SE) 태양전지로 태양빛을 전력으로 변환하기 위해 사용되는 박막 태양전지로 한국전자통신연구원 ETRI는 실리콘 태양광 모듈 전지의 어두운 컬러에 추가적인 제조공정이나 별도의 추가 비용 없이 7가지가 넘는 색을 발현할 수 있는 친환경 컬러 박막 태양전지입니다. 

 

CIGS 박막 태양전지는 유리로 된 웨이퍼 위에 3㎛의 얇은 막으로 쌓아 올려 만들어집니다.  이번 개발에 성공한 박막 태양전지는 3㎛로 유리 웨이퍼뿐만 아니라 코팅까지 가능하다고 합니다. 기존 실리콘 태양광 모듈 전지와 비교해 출력 효율은 약 15퍼센트 저조하나 가볍고 플렉시블한 특성을 갖기 때문에 더 다양하게 활용될 수 있습니다. 이러한 특성으로 건축물 유리창이나 휴대용 기기, 이동기기 등 유연하게 쓰일 수 있으며 무겁지 않으면서 다양한 색을 구현할 수 있기 때문에 실용성과 심미성 두 가지 효과를 낼 수 있습니다.

 

하지만 박막 태양광 발전은 중금속의 유해물질 카드뮴을 내포한 소재를 활용하기 때문에 보급화에 어려운 점이 있었으나 황화카드뮴을 대신하여 무해 물질의 아연 소재를 활용해 약 18퍼 수준의 유사한 변환 출력을 냅니다. (여기서 변환효율이란 태양에너지를 흡수하여 전기로 변환하는 광전효율을 뜻합니다.) 

 

또한 연구원은 태양전지 발전효율을 높이는 시스템을 개발하였습니다. 그동안 태양전지가 태양빛에 장시간 놓일수록 변환효율이 상승하는 원리를 광 펌핑 테라헤르츠 분광법을 활용해 알아내었습니다. 광 펌핑 후 태양전지 내 전하의 운동을 비교하여 알고리즘을 분석한 끝에 발전 효율이 높아지는 원리를 밝혔습니다.

 

광 펌핑이란 원자나 이온에 빛을 비춰 원자의 에너지가 낮은 곳에서 높은 곳으로 들뜨게 하는 조작 방식으로 원자 하나하나에 대한 자기장의 방향은 일정하지 않습니다. 또한 테라헤르츠 분광법이란 고도의 주파수를 테라헤르츠 물질에 비춰 화학적 특징을 밝혀내는 기술입니다. ETRI는 이러한 새로운 분석들을 활용하여 친환경적인 고효율 박막 태양전지 제작 기술력을 더 고도화시켰습니다. 

 

기존 다양한 태양광 기술은 일본이나 유럽 등 태양광 모듈 선진국가에서만 활용되었습니다. 하지만 이중 박막 태양전지 발전기술이 개발되면서 태양광 시장의 변화와 더불어 새로운 기술 시장 개척, 친환경 재생에너지 보급 확대에도 이바지할 것으로 전망됩니다. 이에 국내에서도 2020년 6월부터 한국에너지기술연구원 사옥 지붕에 3kW 용량의 박막 태양광 발전을 시행하고 있습니다. 또한 당해연도 상반기 중 건축물의 수직 벽면을 활용한 3kW, 건축물 지붕 10kW 용량 설비에 착공할 예정이라고 밝혔습니다.

 

앞으로의 박막 태양광 발전에 대한 기술개발의 성장이 전망되며 박막

태양전지를 활용하여 친환경성과 더불어 신재생에너지 보급확대에도 기여해야 할 것입니다. 

 

박막 태양광 발전에 대해 이해해보자

 

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