최종편집 : 2020-05-28 20:51 (목)
태양광 솔라패널 발전효율 방해원인 밝혀져
상태바
태양광 솔라패널 발전효율 방해원인 밝혀져
  • 최미우 기자
  • 승인 2020.05.10 17:16
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

英 맨체스터대학 연구팀, 솔라패널(태양전지판) 발전효율 2% 원인 밝혀내
2022년 전세계 솔라패널 시장규모 약 69조원에 달할 것으로 예상
태양광 에너지 시장규모 고려했을 때, 2% 발전효율 감소 원인 중요
ⓒPhoto by Scott Webb on Unsplash
ⓒPhoto by Scott Webb on Unsplash

[프롤로그=최미우] 재생가능한 에너지 발전수단으로서 태양광을 이용한 솔라패널(태양전지판)에 대한 수요가 점점 높아지고 있다. 미국 시장조사기관인 지온마켓리서치(Zion Market Research)에 따르면 전세계 솔라패널 시장규모는 2016년 시점에서 308억 달러(한화 약 37조 6천만원)에서 연평균 성장률 10.9% 속도로 성장하고 있으며, 2022년까지 573억 달러(한화 약 69조 9천억원)에 달할 것으로 예상하고 있다.

 

◇ 솔라패널 발전효과 손실, 원자력 발전소 15대분 발전량에 상당

현재 솔라패널 발전효율은 20%정도에 그치고 있는 상황이다. 지난달 23일 미국 뉴스위크 보도에 따르면 지난 40년동안 '태양전지 효율성 억제와 열화 현상(재료가 열, 빛, 방사선, 산소, 오존, 물, 미생물 등의 작용을 받아 그 성능과 기능 등의 특성이 떨어지는 현상)을 일으키는 요인'에 대해 다양한 연구와 270편 이상의 연구논문이 발표되었다.

 

그 중 영국 맨체스터대학 연구팀이 2019년 학술잡지 ‘저널 오브 피직스(Journal of Applied Physics)’에 발표한 연구논문에서 태양전지를 훼손하는 새로운 결함을 발견하여 ‘설치 후 처음 몇 시간 동안 광유기열화(LID)가 발상하여 솔라패널 발전효율을 2% 떨어뜨리고 있다’고 밝혔다. 이로 인한 손실은 영국 15개 원자력 발전소의 발전량을 넘는 에너지에 해당한다고 전했다.

 

해당 연구팀은 반도체에서 깊은 준위(양자역학 용어, 에너지의 레벨)를 측정하는 ‘심준위 과도분광법(DLTS)’를 이용해 태양전지의 재료인 실리콘에 숨어있는 결함의 존재를 밝혀냈다. 이것에 의하면 태양광 발전 프로세스에서 실리콘으로 만들어진 태양전지 내의 전하가 태양광 아래에서 변환될 때, 전하담체(전하를 운반하는 자유입자)의 흐름을 방해하는 ‘덫’이 이 흐름을 가둬, 발전을 위한 전력 레벨을 저하시키고 있다는 것이다.

 

◇ 태양광 에너지 시장규모 고려했을 때, 2% 발전효율 감소 원인 중요

태양광 솔라패널 업계에서는 본래 전하담체의 수명을 기준으로, 실리콘 품질을 정하고 있다. 일련의 연구성과에서 품질이 높은 실리콘이 보다 긴 수명의 전하담체를 갖고 있는 것을 밝혔다. 또 ‘덫’을 제거하는 수단으로 사용된 어두운 곳에서의 실리콘 가열 방법은 전하담체의 수명을 늘려 솔라패널의 열화를 회복하는 작용이 있는 것을 알 수 있었다.

 

연구논문 책임저자인 맨체스터대학의 앤서니 피커 명예교수는 “2%정도의 발전효율 감소는 언뜻보면 사소한 것 같지만, 전세계 에너지 수요가 급속히 늘어가는 가운데 솔라패널이 에너지 공급수단 중 하나가 되고 있는 점을 감안하면 분명 손실이라고 할 수 있다”고 지적했다.



댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.
주요기사