신재생 에너지 개발 ‘나노센터’ 3세대 고효율 집광형기술 개발

【수원=이정호기자】경기도와 교육과학기술부가 나노분야 연구개발을 지원하기 위해 설립한 나노소자특화팹센터(대표 고철기)는 국내 최고 효율 24.14%의 태양전지를 개발했다고 6일 밝혔다.

이번에 개발된 3세대 집광형 ‘고효율 III-V 화합물 반도체 태양전지’는 InGaP(인듐-갈륨-인 화합물)와 GaAs(갈륨-비소 화합물)를 2중 접합한 것으로, 실리콘을 주원료로 태양광 발전 시장의 90% 이상을 점유하고 있는 1세대 결정형 태양전지와 차별화된 제품이다.

결정형 태양전지가 실리콘 부족과 석유·석탄·가스 등 다른 에너지에 비해 8배나 높은 발전단가로 경제성이 낮은 반면 나노센터의 3세대 집광형 고효율 태양전지는 저비용 고효율을 달성, 세계적으로 새 시장이 형성되고 있는 신기술이다.

이 태양전지는 반도체 특성을 이용, 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 데 경제 효율성 측면에서 우수하다.

집광형 고효율 태양전지는 가격이 저렴한 플라스틱 렌즈나 알루미늄 코팅 거울을 이용해 태양광의 집광도가 높을수록 사용면적을 줄일 수 있어 태양전지 모듈 제조단가를 대폭 낮출 수 있다는 장점이 있다.

실제 축구장 크기의 실리콘 태양전지가 낼 수 있는 에너지 효율을 그 1000분의 1의 면적에 해당하는 집광형 태양전지를 갖고도 낼 수 있기 때문에 고가의 반도체 태양전지를 저가의 플라스틱 집광기로 대체할 수 있다.

이와 함께 3세대 집광형 고효율 태양전지는 기존자원을 활용해 제조비용이 크게 절감되고 공해 발생 염려가 없는데다 저비용, 고효율로 보급이 확대되면 현재의 KWh당 500원의 발전단가를 2030년께 70원 이하 수준으로 낮출 수 있을 것으로 전망된다.

고철기 나노센터 대표는 “현재 우리나라의 III-V 화합물 반도체 태양전지 시장은 현재 형성 단계이지만 2015년에는 관련 시장규모가 4조5000원에 육박할 것”이라며 “센터가 보유하고 있는 세계 최고 수준의 화합물반도체 공정 장비와 인력을 활용해 본격적인 차세대 태양광 발전 기술 개발에 박차를 가하겠다”고 말했다.

한편 나노센터는 경기도와 협력해 신재생에너지 기술개발 사업을 추진 중이며 지난달 아주대학교와 ‘태양전지 공동연구센터’를 설립, 세계수준의 차세대 태양전지 원천기술의 조기 확보에 주력하고 있다.

/[e-mail]