페로브스카이트(유니테스트, 한화솔루션) 1탄

페로브스카이트란 무엇인가?

오랜만에 태양광 기술 관련 포스팅으로 돌아왔습니다. 최근 한화솔루션이 강세이고 유니테스트 역시 많이 하락했었는데 조금씩 올라오고 있습니다. 페로브스카이트는 기존에 사용되고 있는 폴리실리콘 대신 페로브스카이트라는 합성 광물을 이용해서 태양전지를 만드는 것을 말합니다. 최초 광물이 어디서 발견되고 누가 최초로 태양전지로 실험을 하고 이런 내용은 앞서 포스팅한 적이 있기 때문에 생략하도록 하겠습니다.

과거에는 특정 광물의 이름을 러시아 광물학자 페로브스카이트의 이름을 따서 그렇게 불렀지만, 현재에는 광물이 가지고 있는 특정한 조성을 총칭하여 부르고 있습니다. 아직까지 기술개발 중이지만 유니테스트는 창호형 태양전지 공장을 짓고 있으며 한화 솔루션의 경우 차세대 태양전지를 3~4년 내로 상용화할 계획을 가지고 있습니다.

 

페로브스카이트 경쟁력

1. 일반적으로 태양광 패널을 떠올리면 각지고 두꺼운 직사각형의 판이 떠오릅니다. 하지만 페로브스카이트는 얇고 Flexable 하게 만들 수 있습니다. *flexable : 휘어지는 

 

2. 페로브스카이트는 투명도를 조절할 수 있기 때문에 창호형으로 만들어 창문 대신 페로브스카이트로 만든 태양광 패널을 붙여 전기를 생산할 수 있습니다.

 

3. 폴리실리콘의 경우 메탈 실리콘을 고온 공정에서 녹여 폴리실리콘을 만들고 다시 잉곳을 만들어서 슬라이스 하면 웨이퍼가 됩니다. 때문에 생산비용의 30%가 전기세로  들어가고 있습니다. 하지만 페로브스카이트는 저온공정이기 때문에 단가가 훨씬 저렴합니다.

 

4. 중국의 독점에서 해방될 수 있습니다. 현재 전 세계 태양광 패널은 원자재부터 생산까지 약 80% 정도 중국에서 나오고 있습니다. 원자재인 폴리실리콘의 경우 중국의 영향력이 절대적입니다. 하지만 페로브스카이트가 상용화된다면 이런 악조건에서 벗어날 수 있습니다. 

 

5. 휘어지고 얇기 때문에 공간에 대한 제약이 사라집니다. 기술개발이 이루어지면 점진적으로 작은 전자기기부터 시작하여 최종적으로는 건물 외벽이나 중소형 자동차, 화물차 등에도 사용될 수 있습니다.

 

페로브스카이트 문제점

1. 수분에 취약합니다. 이 부분도 어찌 됐든 기술적으로 해결될 것이라고 보입니다. 디스플레이에 쓰이는 OLED도 수분에 취약하지만 현재에는 방수 기능과 함께 flexable 한 제품들이 생산되고 있습니다. 

 

2. 내구성이 약하고 검증이 되지 않았습니다. 현재 폴리실리콘으로 만든 모듈의 경우 수십 년간 사용해오며 내구성에 대한 검증이 되어있습니다. 하지만 페로브스카이트는 내구성이 약하다는 단점이 있습니다. 점점 나아지고는 있지만 제대로 상용화시키기 위해서는 10년 이상 걸린다는 의견도 있습니다.

 

퍼듀 대학 페로브스카이트 연구를 하고 있는 레티 안 더우는 페로브스카이트를 보호해주는 안정제와 물질들을 첨가하는 방법으로 일반적인 조건에서 20년까지 사용할 수 있을 것으로 예측하였지만 그 정도 기술발전을 이루기 위해서는 10년 이상이 걸릴 것이라고 말합니다.

 

호주 뉴사우스웨일스 대학의 마틴 그린 태양물질 연구원은 페로브스카이트를 지지하는 사람들은 금방이라도 상용화될 것 같은 잘못된 인상을 심어주고 있다고 말합니다.

 

또한, 최근 연구에 따르면 수개월간 사용 시 90% 정도의 효율을 낼 수 있다는 연구결과가 있습니다. 반대로 말하면 수개월만 사용해도 10% 정도의 효율이 떨어진다는 의미이기도 합니다.

 

3. 대면적화 기술이 개발되지 않았습니다. 다양한 곳에 사용하고 많은 전기를 생산하기 위해서는 대면적 화가 필수입니다. 하지만 상업적으로 사용할 수 있을 만큼의 기술이 현재는 없는 상태입니다.

 

오늘은 페로브스카이트의 경쟁력과 문제점에 대해서 알아보았습니다. 다음 시간에는 텐덤 셀과 현재 상용화 계획 등에 대해 알아보도록 하겠습니다.