[논문]BIPV 적용을 위한 대면적 페로브스카이트 태양전지 기술

권성남; 김도형; 나석인

BIPV 적용을 위한 대면적 페로브스카이트 태양전지 기술 원문보기

권성남 (전북대학교 유연인쇄전자공학과) , 김도형 (한국전력연구원) , 나석인 (전북대학교 유연인쇄전자공학과)

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 글에서는 차세대 태양전지인 페로브스카이트 태양전지의 BIPV에 적용을 위한 대면적 제조 기술에 대해 살펴보고자 한다.

제안 방법

57% 효율의 서브 모듈(100 cm²) 페로브스카이트 태양전지를 보고하였다. 또한, Vak 그룹은 슬롯-다이 코팅을 통해 투-스텝으로 페로브스카이트 태양전지를 제작하였으며, 슬롯-다이 코팅된 PbI2 층 위에 CH3NH3I 용액을 슬롯-다이로 코팅하고, 동시에 질소 가스를 이용하여 박막을 건조 시킴으로써 12% 효율을 달성하였으며, 이를 롤-투-롤 공정에 적용하여 4.5% 효율의 유연 페로브스카이트 태양전지 서브 모듈(40 cm²)을 제작하였다 [13].

후속연구

현재 20% 이상의 고효율 페로브스카이트 태양전지의 유효 면적은 1 cm² 이하로, 이는 페로브스카이트 결정이 형성되는 과정이 박막형성 공정 (코팅 기술의 종류)와 기판의 상태, 주위 환경의 온도와 습도에 민감하게 반응하여 핀홀 없는 균질한 대면적 광흡수층을 형성하기 어렵기 때문이다. 따라서 고효율을 유지하면서 대면적화가 가능한 대면적 제조 기술의 연구가 필요하며, 더불어 상업화를 위한 공정비용 저감을 위한 연구가 필요하다. 실질적으로 페로브스카이트 태양전지의 BIPV 적용을 위해서는 대면적화와 모듈화가 용이한 인쇄공정을 통한 박막 제조 기술이 필요하며, 현재 슬롯-다이 방식, 스프레이, 블레이드 코팅 등이 연구되고 있다 [11].
이는 페로브스카이트 결정이 형성되는 과정이 박막형성 공정 (코팅 기술의 종류)와 기판의 상태, 주위 환경의 온도와 습도에 민감하게 반응하여 핀홀 없는 균질한 대면적 광흡수층을 형성하기 어렵기 때문이다. 따라서 고효율을 유지하면서 대면적화가 가능한 대면적 제조 기술의 연구가 필요하며, 실질적으로는 대면적화와 모듈화가 용이한 인쇄공정을 통한 박막 제조 기술의 개발이 필요하다. 현재 슬롯-다이 방식, 스프레이, 블레이드 코팅 등이 연구되고 있으며, 향후 이와 같은 인쇄공정 기술 개발이 이루어진다면 페로브스카이트 태양전지의 BIPV 적용이 가능할 것을 사료된다.
또한 저온에서 용액 공정으로 쉽게 결정화되는 소재적 특징은 고효율, 저가, 경량이면서도 다양한 색을 가진 유연한 태양전지의 제조를 가능하게 한다. 따라서 페로브스카이트 태양전지는 기존 실리콘계 및 박막 박막태양전지에 비해 우수한 경쟁력을 지니고 있으며, 향후 BIPV뿐만 아니라 Smart Glass, Car Roof 등 기존의 태양전지로는 접근이 어려운 시장으로의 진입이 가능할 것으로 전망된다.
따라서 고효율을 유지하면서 대면적화가 가능한 대면적 제조 기술의 연구가 필요하며, 실질적으로는 대면적화와 모듈화가 용이한 인쇄공정을 통한 박막 제조 기술의 개발이 필요하다. 현재 슬롯-다이 방식, 스프레이, 블레이드 코팅 등이 연구되고 있으며, 향후 이와 같은 인쇄공정 기술 개발이 이루어진다면 페로브스카이트 태양전지의 BIPV 적용이 가능할 것을 사료된다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

2016년에 BNEF는 에너지에 대해 어떻게 전망하고 있는가?

반면 파리협정 체결과 에너지 안보 강화, 환경오염 개선, 기후변화 대응, 경제 활성화, 에너지 빈곤 해소 등 다양한 목적을 달성하기 위한 각국의 정책변화로 신재생에너지의 비중은 2000년대 이후 빠르게 증가하고 있다. 시장 분석 기관인 BNEF는 “새로운 에너지 전망 2016”에서 2040년까지 발전부문에서 저탄소 에너지원 (혹은 탄소 중립적 에너지원)이 세계 발전설비 총용량의 60%를 차지하고, 풍력과 태양광이 향후 25년간 세계 신규 발전설비용량 (8.6TW) 및 총투자액 (11.4조 달러)의 60% 이상을 차지할 것으로 전망하고 있다. 파리기후변화협정 체결 이후, 21세기 후반부에 온실가스 배출 제로에 도달한다는 장기 목표는 세계 각국의 에너지전환을 위한 강력한 정책변화로 이어졌으며, 2016년에 173개국이 신재생에너지에 대한 정책목표를 세우고 146개국이 신재생에너지 지원 정책을 시행하고 있다.

BIPV는 어떤 기술인가?

대표적인 분산형 신재생에너지 (분산형 발전)의 하나인 BIPV (Building Integrated Photovoltaics)기술은 건물의 일부를 이용해 태양광 에너지를 생산하는 기술로, 고층건물이 밀집한 도심지에 적용 시 도시와 고층건물의 자체적인 전력생산으로 에너지 자립의 효과가 매우 커 발전소로부터의 대규모 송전문제도 완화할 수 있을 것으로 전망된다. 특히 분산형 BIPV 기술의 도입을 통해 발전소 증설로 인한 온실가스와 환경오염 요인의 증가없이 에너지 부족문제의 해결이 가능할 수 있으며, 도시 내에서 자체적으로 전력을 생산하기 때문에 대규모 송전으로 인한 전력손실 및 사회적 문제를 야기하지 않는 장점이 있다.

건물일체형 태양광발전시스템이 가지는 의의는 무엇인가?

건물일체형 태양광발전시스템 (Building Integrated Photovoltaic)은 태양광(PV)모듈을 건축자재화한 PV시스템으로, 이를 건물 외장에 적용함으로써 전력생산과 동시에 건물에 각종 부가기능을 제공할 수 있다. 특히, 건물부문의 에너지효율 향상에 있어서 태양광 발전을 통한 건물의 자체적인 전력생산 기술은 신재생에너지의 핵심인 태양광발전을 건축분야에 적용한 것으로 중요한 의미를 갖는다. BIPV 시스템은 기존 독립형 PV 시스템과 달리 설치를 위한 별도의 부지확보가 필요 없기 때문에 설치비용을 절감하는 효과를 기대할 수 있으며, 커튼 월, 천창, 차양, 지붕타일, 창호, 건물 외벽 등 매우 다양한 분에 적용이 가능하다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

BIPV 적용을 위한 대면적 페로브스카이트 태양전지 기술 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

후속연구

질의응답

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

BIPV 적용을 위한 대면적 페로브스카이트 태양전지 기술 원문보기

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

후속연구

질의응답

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

AI 본문요약
AI-Helper