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vol.133
2019년 04월호
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해외연구단신_세계 제일의 태양광발전 위해 일본 산ㆍ 학ㆍ 연이 “총력전”

KIMS 해외단신 36호

세계 제일의 태양광발전 위해 일본 산ㆍ 학ㆍ 연이 “총력전”


    신에너지ㆍ 산업기술종합개발기구(NEDO)가 태양광발전 시스템의 새로운 기술개발 프로젝트를 수립했다. 현재 주력의 실리콘계 전지부터 연구단계의 유기계 전지까지 다양한 태양전지 기술을 끌어올린다. 일본은 기술면에서는 앞서나가지만 시장을 빼앗기는 제품이 계속되고 있는데 태양전지도 그 중 하나이다. 프로젝트에는 60여곳의 기업ㆍ 대학ㆍ 조직이 결집해 문제점을 해결하는데 총력을 기울일 예정이다.
   새로이 수립한 것은 「태양광발전 시스템 차세대 고성능기술개발 프로젝트」. 2014년도까지의 5개 년 계획으로 사업비는 총 200억엔이 들 것으로 예상된다. 목표는 저비용ㆍ 고효율 발전을 위한 기술개발이다.
   구체적으로는 발전 비용을 20년에 현재의 3분의 1정도(1킬로와트당 14엔)로 한다. 이미 미국제품은 모듈 제조비용을 1와트당 1달러 정도인 제품이 등장하고 있다고 한다. NEDO는 1와트당 75엔을 실현할 수 있는 기술을 목표로 한다. 발전효율도 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 효율을 현재보다 5포인트 정도 높여 20%로 한다.
   프로젝트에 참가하는 기관은 샤프, Kyocera, Showa Shell Sekiyu를 시작으로 동북대학, 쿄토대학, 산업기술종합연구소 등 약 60여개의 기업ㆍ 대학ㆍ 조직이다. 「일본의 산ㆍ 학ㆍ 연이 가지는 기술력을 결집하여 세계 최고의 자리를 탈환 하겠다」고 NEDO 신에너지 기술개발부 관계가 말했다.
   태양광발전 시스템의 핵심부품인 태양전지는 다양한 종류가 있으며 각각의 장점과 단점이 있다. 프로젝트에서는 기업 및 대학이 각자의 우수한 분야를 담당한다. 시판품의 80% 정도를 차지하고 있는 것이 「결정실리콘 태양전지」. 변환효율도 실용화된 것 중 가장 높은 15%~17% 정도. 개량하여 「28%정도까지는 증가시킬 수 있다」고 산업기술종합연구소 태양광발전 연구센터에서 말했다.
   실리콘을 많이 사용하므로 실리콘의 시장동향에 좌우되기 쉽고 원자재비용이 높아지기 쉽다. 그래서 도요타 공업대학을 중심으로 하는 팀이 연구 중인 과제가 저비용의 실리콘 제조와 실리콘 결정의 품질향상이다. 신일본 태양 실리콘 주식회사는 실리콘 재료의 고성능화, 코베르코 과학연구소는 실리콘을 버리는 부분 없이 잘라내는 고도기술의 확립을 목표로 한다.
   결정 실리콘 다음으로 변환효율이 높고 해외 세력에 뒤지고 있는 등 고전하고 있는 「박막실리콘 태양전지」는 Kaneka Corportion, Sanyo Electonics, Sharp, Mitsubishi Heavy Industry 등 박막 실리콘을 만드는 국내 전 기업이 결집했다. 다접합화로 불리는 기술로 보다 넓은 파장역의 광을 흡수해 발전에 활용하는 기술 연구를 수행한다.
   「CIS계 태양전지」에서는 후지필름 및 Showa Shell Sekiyu 등이 고성능제품을 양산하는 방법 연구를 강화한다. CIS계는 전지 제작에 소비한 에너지에 상당하는 전력을 제작 하는 전지로 발전ㆍ 회수하는데 필요한 기간이 2년 미만이며 실용화된 태양전지 중에서는 가장 에너지를 많이 절약할 수 있는 체질로 불린다.
   프로젝트에서는 연구단계의 「유기계태양전지」에도 힘쓰고 있다. 제조 방법이 비교적 간단하고 색 및 형태의 자유도가 높아 폭넓은 분야에 사용될 것으로 예상된다. 색소증감형에서는 Sharp 및 Gunze, Fujikura. 등이 협력하고 유기박막형에서는 Toshiba, Sumitomo Chemical 등이 협력한다. 이 외에도 모든 태양전지에 사용할 수 있는 신소재 개발 및 성능평가ㆍ 리사이클 기술의 개발에도 노력한다.
   일본은 태양광발전 시스템의 생산이 세계 1위였으나 시장 확대와 함께 세계 각국의 제조업체가 나타났다. 태양전지에서는 ’04년에 세계 생산량의 50%를 차지하고 있었으나 ’09년도에는 14%로 격감했다.
   경쟁에서 이기기 위해 대형 프로젝트를 추진하는 의미는 있다. 세계 최고의 전지성능 실현은 당연하지만 독자 기술을 국제표준화하는 교섭력 및 판매력 강화에도 힘쓸 필요가 있다. 기술은 우수해도 종합력이 「최고」이지 않으면 세계무대에서 이길 수 없다.


http://www.nikkei.com/tech/trend/article/g=96958A9C93819595E3E7E2E29D8DE3E7E2E5E0
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출처) 일본경제신문 전자판 2010년 7월 19일자 기사 발췌, 번역
문의) 재료연구소 정책홍보실 이수아 (leesooa@kims.re.kr)