다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 전략연구과-3716 결재일자 2020. 11. 4. 공개여부 부분공개(5) 방침번호 시 민 주무관 전략연구과장 미래전략연구센터장 서울물연구원장 서광석 김세철 차동훈 11/04 엄연숙 협 조 태양전지 및 모듈, 시스템 최신기술 동향 2020년 태양광 기술세미나 결과 보고 2020. 11. 서울물연구원 (전략연구과) 태양전지 및 모듈, 시스템 최신기술 동향 태양광 기술세미나 결과 보고 신재생에너지 중 태양광 전지시스템의 최신기술 동향을 파악하고 적용 가능성을 검토하기 위해 세미나에 참여하고 그 결과를 보고함 ？？ 개 요 ○ 일 시 : 2020. 10. 21. (수) 09:30 ~ 17:40 ○ 장 소 : 한국과학기술회관 대회의실(오프라인) ○ 참여방법 : 온라인(ZOOM) 참여 ⇒ 물연구원 본관 2층 혜윰실 수강 ○ 강 사 : ○ 참 석 자 : 원장, 미래전략연구센터장, 전략연구과장 및 관심 직원 ○ 프로그램 순서 발표시간 내 용 발표자 09:30 ~ 09:50 참가 접수 및 등록 1 09:50 ~ 10:20 세계 태양광 기술 및 동향 야마구치 교수 2 10:20 ~ 11:20 상업용 실리콘 태양전지 고효율화 기술 및 연구개발 현황 이해석 교수 3 11:20 ~ 12:20 페로브스카이트 태양전지의 최근 연구 동향 석상일 교수 12:20 ~ 13:20 점심식사 및 휴식 4 13:20 ~ 14:20 콜로이드 양자점 태양전지의 최근 연구 동향 정소희 교수 5 14:20 ~ 15:20 고출력 슁글드 태양광 모듈 현황 정채환 박사 15:20 ~ 15:40 Break Time 6 15:40 ~ 16:40 태양광 모듈의 고출력/고효율화 개발 동향 및 전략 김성현 박사 7 16:40 ~ 17:40 BIPV 태양광의 새로운 패러다임 김철호 대표 ？？ 내 용 ○ 세계 태양광 기술 동향(Highlights of Recent International PV Conference) - PVSEC(International PhotoVoltaic Science & Engineering Conference) ⇒ 2019년 참가회원수 (14,439명), 연구논문수 (10,560편) - 6-Junction solar cell 최고 연구효율 : 47.1% - PERC solar cell 효율은 한계에 도달함 - Passivating contacts 기술을 활용한 HJT, TOPCon cell 등 주도 ○ 상업용 실리콘 태양전지 고효율화 기술 및 연구개발 현황 - 실리콘 태양전지는 중국, 한국, 대만 등이 주도하고 있으며, 유럽과 미국은 2 ~ 3세대 전지에 집중 - Global PV(PhotoVoltaic) Market : 97.4 GW[？18] → 114.5 GW[？19] → 126.7 GW[？20] → 127.8 GW[？22] - Si Solar Cell : 전지시장의 90% 이상을 차지하며 주도하고 있음 - PERx, Si-heterojunction, 그리고 Back contact cells 증가 추세 - Si-based Tandem Cell(페로브스카이트를 실리콘에 결합한 이중접합 태양전지) : ？24년경 시장에 진입하여 확대 예상 - 태양광 모듈의 가격은 지속적으로 낮아지고, 효율은 증가 추세 - 태양광 전지 기술 분류 [R&D 효율] ① 1세대(Wafer-Based) : Crystalline Si [26.7%] ② 2세대(Thin-Film) : Thin CIGS [23.4%], CdTe [22.1%] ③ 3세대(Nano-Technology) : Dye-sensitized [12.3%], Organic [17.4%], Quantum dors[17.4%], Perovskite [25.5%] - PV Industry in Korea(Silicon PV) ① Poly-Si : 한화케미칼 ② Wafer : 웅진에너지 ③ Solar cell : 신성E&G, LG전자, 한화큐셀, 현대그린에너지 ④ Module : LG전자, 현대그린에너지, LSIS, 한솔테크닉, 한화큐셀 등 ⑤ Installation : LG CNS, S-Energy, KD Power, 한화큐셀, KT 등 - 2019년 한국은 Crystalline silicon cell 과 Module 만 생산 - High-Efficient Crystalline Silicon Solar Cell ① TOPCon(Tunnel Oxide Passivated contact) [25.7%] ② HIT(Hetero Junction with Intrinsic Thin layer) [25.1%] ③ Silicon-based Tandem(Double) Solar Cell - 전지효율이 1% 상승하면 시스템 가격은 약 1.3% 하락. Tandem Solar Cell 효율이 35%에 이르면 가격이 20% 하락될 것으로 예상 ○ 페로브스카이트 태양전지의 최근 연구 동향 - 한국이 주도하여 연구 개발 중 : UNIST, 한국화학연구원 등 - R&D 효율 : PSCs(Perovskite solar cells) [25.2%], Provskite/Si tandem [29.1%], Provskite/CIGS tandem [24.2%] ○ 콜로이드 양자점 태양전지 최근 연구 동향 - Colloidal Quantum Dots(CQDs) R&D 효율 : 16.6% - 양자점 정의 : 반도체 나노입자로 입자의 크기에 따라 광학적 특성이 달라지는 성질을 가짐. 입자의 크기 조절을 통해 빛을 흡수하고 방출 - 양자점 태양전지 장점 ① 입자의 쉬운 크기조절을 통해 높은 potential을 가지는 빛만 흡수 ② 빛을 흡수해서 생겨난 전자_정공의 분리를 위한 구조설계가 쉬움 ③ 무기물질이기 때문에 염료감응형 태양전지의 염료나 유기태양전지의 고분자보다 안정적 물질 - 양자점 태양전지 종류 ① 양자점 감응 태양전지(Quantum-Dots sensitized solar cell) ② 양자점 기반 쇼트키 태양전지(Quantum-Dots schottky solar cell) ③ Perovskite Quantum Dot Solar Cell ○ 고출력 슁글드 태양광 모듈 현황 - 태양광 가격하락 : $1.58/W [？13] → $1.14/W [？16] → $0.86/W [？20] - 미, 일, 독 등 선진국은 원천기술, 중국은 규모 우위를 바탕으로 시장 주도 - 실리콘 태양전지 저가화, 고효율화, 텐덤 적용 등 차세대 기술개발 심화 - 국내는 신규투자보다 기존 가동률을 높이는 방향으로 전환 - 고효율 셀/ 고출력 모듈 추진 : 웨이퍼 대면적화에 따른 출력 12% 향상 - 현재 태양광(p-PERC Cell) → 차기 태양광(TOPCon, HJT 시장 주도) - TOPCon Cell Capacity : Jolywood(중, 2.0GW), Jinko solar(중, 0.8GW), Trina solar(중, 0.5GW), LG전자(한, 0.8GW) - HIT Cell : 국내 양산 기업 없음. ？19년 중국 1.0GW, 일본 2.0GW수준 - Shingled Module : High Density Module(고밀도, 고출력화 모듈) ○ 태양광 모듈의 고출력/고효율화 개발 동향 및 전략 - Wafer size M2_M12 비교(☞ Large size cell trend) 구분 M12 M10 M6 M2 Area 1.81 1.33 1.12 1 [24,432 ㎟] Power[W] 9.72 7.14 6.01 5.37(효율 22%) - 고출력 모듈 기술 : Multi-wire 기술, Tiling & u-gap interconnection 기술, Bifacial 기술 등 - 대면적 셀 기반 모듈 Capa. 증가는 모듈가격의 하락을 가속화 시킴 ○ BIPV 태양광의 새로운 패러다임 - BIPV(Building Integrated PhotoVoltaic, 건물일체형태양광)은 태양광이 통합된 빌딩으로 ？20까지 연평균 40% 이상 성장할 것으로 전망 - 전 세계 BIPV 시장 : 550MW[？17] → 2.14GW[？22] → 5.58GW[？26] - BIPV는 지붕이나 옥상 위에 구조물을 세워 태양광 모듈을 설치하는 것과는 달리 구조물을 따로 설치하지 않고, 벽, 문, 창호 등 건물의 바깥에 패널을 설치하는 방법 - 공공건축물 제로에너지건축의무화(1,000 m2 [？20] → 500 m2 [？30])에 따라 활성화 예상 - BIPV ⇒ 건축부자재 + 자체 전력 생산 ⇒ 제로에너지빌딩 - BIPV 종류 BIPV(Wall Type) BIPV(Standing Type) BIPV(Roof Type) BIPV(Other) ？？ 세미나 사진 붙임: 태양광기술세미나 참가안내 1부. 끝.

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본청

전략연구과-3716

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