일본, 유기태양전지의 실증시험 시작
일본 독립행정법인 신에너지 산업기술종합연구기구(NEDO)는 차세대 태양광발전시스템 사업의 하나로 유기계 태양전지의 조기실용화를 목적으로 한 실증시험을 개시하였다. 유기태양전지는 대폭 비용을 낮출 것으로 기대되고 적은 빛으로도 발전하는 등 종래의 태양전지에 비해 여러 가지 이점이 있기 때문에, 국내외 개발경쟁이 치열하게 전개되고 있어 실사용 환경에 문제의 도출과 해결이 실용화를 서두르기 위해 필요하다.

그림 1. 좌: 일본사진인쇄(주)가 개발한 색소증감태양전지의 축전지, LED라이트를 융합한 ‘디자인 솔라 랜턴’(교토시 국립교류회관에 설치) 우: 미츠비시화학(주)가 개발한 시스루성이 있는 ‘발전하는 Sunshade’

NEDO는 색소증감태양전지를 이용하여 ‘디자인 솔라 랜턴’을 교토 시내에 설치하여, 발전량이나 내구성의 실증을 개시했다. 또한 유기박막태양전지를 이용하여 ‘발전하는 sunshade’를 센다이시과학관에 설치하여 태양광발전의 일사열의 컷에 의한 저에너지효과의 검증을 연도 내에 개시할 예정인 등, 일본 각지에서 새로운 설치스타일을 조합하여, 여러 가지 실증시험을 전개하고 있다.
NEDO는 태양광발전시스템의 보급 확대를 목적으로 연구개발을 하고 있는데, 그 중에는 제조원가를 낮추고 경량화하여 제작하는 것이 가능하고, 설치장소의 제약이 적은 유기계 태양전지의 연구개발이 있다. 지금까지의 연구개발은 실용화에 필요한 성과를 얻고 있지만, 유기계 태양전지의 개발에 대해 해외 제조사가 최근 잇달아 생산투자의 결단을 내리고 있어, 일본 국내 제조사도 시장참여를 서둘러야 하는 상황이 되었다.
이러한 배경 하에서, 유기계태양전지를 실제로 사용환경 하에서 실증하고, 실용화를 향한 과제를 해결을 생각해야 할 필요가 제기되었다. 이에 따라 본 사업은 유기계 태양전지를 사용하여 태양광발전 시스템을 설계 제작하고, 실증 시스템으로서 최적화를 고려하여, 사용상 환경에 설치하고 발전량이나 내구성 등을 실증, 평가하였다. NEDO의 유기계 태양전지실용화 선도기술개발 프로젝트는 이하의 회사의 실증시험으로 각각 개시되었다.

1) 일본 사진인쇄(주)
- 디자인 솔라랜턴
전지종류: 색소증감태양전지
내용: 도안을 디자인하여 색소증감태양전지와 축전지, LED라이트를 조합하여 발전량과 내구성을 검증 (교토 시내)

그림2. 테크노아크 시마네에 설치된 색소증감태양전지를 내부에 설치한 ‘독립전원형 광고게시판’

- 독립전원형 광고게시판
전지종류: 색소증감태양전지
내용: 시스루성이 있는 컬러플한 색소증감태양전지와 축전지, LED라이트를 조합하여, 발전량과 내구성을 검증 (시마네현 내)
색소증감태양전지는 태양전지 그 자체에 그림을 그려넣거나, 반투명하게 할 수 있는 등, 현존하는 태양전지에 비하면 디자인성이 우수하고, 또한 날씨가 흐린 날이나 수직으로 설치한 경우에도 성능이 좋다. 이러한 장점을 이용하여 제조사인 일본사진인쇄는 교토 시내 2 곳(교토시 국제교류회관, 교토시 미술관)에 ‘디자인 솔라랜턴’의 실증시험을 개시하였고, 공동연구처인 시마네현 산업기술센터와 함께 색소증감태양전지의 내부에 설치한 ‘독립전원형 광고게시판을 제작, 설치하여 시마네현 내 2개소 (테크노아크 시마네, 쿠니비키 멧세)에 실증시험을 개시하였다. ‘독립전원형광고게시판’은 상부에 포스터 게시판, 하부에 시스루성의 컬러플한 색소증감태양전지를 배치하였다. 낮에는 색소증감태양전지가 발전하여, 축적한 전력을 사용하여 내부에 설치된 LED라이트가 포스터 게시부를 비춘다.

2) 샤프(주), (주)후지쿠라
- 벽면설치형 태양전지
전지종류: 색소증감태양전지
내용: 적은 빛이라도 발전하는 색소증감태양전지의 장점을 활성화하여 일사량이 적은 지역에서 이용하여 측정한 발전량 검증을 실시 (나라현, 치바현 내)
색소증감태양전지는 태양광 입사각의존성이나 광량의존성이 적기 때문에 현존하는 태양전지와 비교하여, 주택이나 공장등의 벽면이나 북측과 같은 일사량이 적은 장소에도 설치하여도, 발전을 기대할 수 있다. 이러한 장점을 활용하여, 제조사인 샤프(주)는 고전압형 색소증감태양전지를, (주)후지쿠라는 고전류형 색소증감태양전지의 제작 설치를, 각각 나라현 (샤프(주) 카츠라기 공장), 치바현 ((주)후지쿠라 사쿠라사무소)에 실증시험을 개시하였다. 이후 양사는 벽면이나 북측에 설치하는 경우의 현존하는 태양전지 발전량과 비교실증할 것이다.

3) 미쯔비시화학(주)
- 발전하는 Sun Shade
전지종류: 유기박막태양전지
주요 내용: 경량, 플렉시블한 장점을 가진 유기박막태양전지를 이용하여, 태양광발전으로 일사량 절단에 의해 에너지 저감 효과의 검증하여 연내 계시 예정 (센다이 시내)

그림3. 미쯔비시화학이 개발한 시스루성의 ‘발전하는 선쉐드’를 쓰리엠센다이시과학관 입구부근의 창면에 설치.

미쯔비시화학(주)은 경량, 플렉시블한 장점을 가진 유기박막태양전지를 이용하여, 창문재료나 건축자재 일체형, 차재형의 이용형태를 상정하여 실증시험을 실시하였다. 미쯔비시화학은 센다이시와 실증시험에 관한 각서를 체결하고, 센다이시 재해부흥계획을 정하는 ‘지속적인 에너지 제공을 가능하게 하는 에너지저감, 신에너지 프로젝트’와 연계하여 실증시험을 실시하였다. 올해, 쓰리엠센다이시과학관에는 시스루성 유기박막태양전지를 SunShade로서 사용하여 관내실증시험을 실행하였다. GTB

태양광 발전용 파워컨디셔너
연 380만㎾로 생산능력 증강
東芝三菱電機 産業시스템(東京都 港區, 사장 町田精孝)은 2015년도에 태양광 발전용 파워컨디셔너(전력조정장치)의 생산능력을 연 380만 킬로와트 이상으로 증강한다. 작년 말 대비 2.5배로 생산능력을 끌어올려서 대규모 태양광발전소(메가솔라)용의 왕성한 수주에 대응한다. 미국, 중국에 이어 인도 시장에도 참여하여 2015년에는 세계 점유율 10%를 획득하여 3위에 진입할 것을 목표로 한다.
府中事業所(東京都 府中市)의 공장 내에서 조립과 검사 공간을 확충하여 생산능력을 단계적으로 끌어올린다. 2013년 7월에는 연 200만 킬로와트로 확대. 2014년도 내에 동 350만 킬로와트로 증강하여 2015년도에 동 380만 킬로와트 이상의 생산체제로 만든다. 2011년에 가동시킨 공장 내의 작업 공간을 넓히는 것이므로 추가 투자는 거의 들지 않는다.
東芝三菱電機 産業시스템은 발전사업 등에 사용되는 출력 100킬로와트 이상의 중, 대형 파워컨디셔너로 특화하고 있다. 재생가능 에너지에 의한 전력의 전량 고정 가격 매입제도 개시 후에 수주가 급증. 2012년도는 전년도 대비 17배인 106만 킬로와트를 수주했고, 47만 킬로와트를 출하했다. 생산능력의 증강에 맞추어 올해는 180만 킬로와트, 2015년도는 360만 킬로와트의 출하를 계획한다. 활황인 일본 시장에 대응하면서 해외의 수요도 흡수한다. 2012년도는 해외용으로 7만 킬로와트를 출하했다. 납입 실적이 있는 미국과 중국에 이어 메가솔라의 보급이 예측되는 인도를 중점 시장으로 파악하고 영업전개한다.
일본의 태양광 발전용 파워컨디셔너 메이커는 해외에 뒤져있어 이 회사의 세계 순위도 하위. 한편 상위 메이커는 유럽의 수요 축소가 영향을 주어 도태가 시작되고 있어 점유율 10%로 3위에 들어갈 전망이다. 1위인 독일 SMA는 2012년, 700만 킬로와트 이상을 출하했다. 일간공업

그림 1. 플라즈몬 나노구조의 형상.
그림 2. 플라즈몬 보조된 유기 광발전 구조의 구조도.

영국, 최신 태양광 발전기술 현황 분석
영국 내 태양광 발전설비 설치가 최근 들어 슬럼프(slump)를 겪고 있다. 왜냐하면, 최근 개정된 재생에너지 의무증서 - 특히, 태양에너지 관련 인센티브(incentive) 제도 계획안이 개정됨 - 가 발표된 이후 그 여파로 인해 분기별 설치 활동이 불황을 겪고 있기 때문이다. 최근 개정된 재생에너지 의무증서는 2013년 4월 입법화되었다. 이로 인해 영국뿐만 아니라 유럽 전역의 태양광 발전기술 전망이 달라질 것으로 예측되고 있다.
“2분기 지상형 부분(영역)에서의 둔화(후퇴)는 8월 이후부터 시작되는 유럽위원회 시작 이전에 유럽(Europe)에서 되돌아가는 중국산 모듈(module)의 활용가능성에 의해 영향을 받았다. 하지만, 지상형 파이프라인(pipeline)의 강점은 영국이 2013년 이후 건전하고 건강한 탑(top) 10 시장을 보유하고 있다는 것을 확실시해줄 것이다.” - NPD(New Product Development: 신상품개발) Solarbuzz 부회장 Finlay Colville.
NPD Solarbuzz에 의해 수행된 최신 시장보고서에 따르면, 2013년 4월부터 6월 동안 영국 내 태양광 발전설비 설치용량은 이전 해 같은 분기에 비해 46% 감소되었다. 왜냐하면, 지상형 부분(영역)은 재생에너지 의무증서 펀딩(funding)에서의 삭감에 의해 영향을 받았다.
2013년 최초 6개월 동안 106개의 신규 지상형 태양광 발전설비가 존재하였다. 그 설비의 발전용량은 1MW 이상이다. 이들 중 60개가 5MW 이상의 설치용량을 가지고 있으며 8개는 10MW 이상이다.

지금까지 영국에서 가장 거대한 설치용량인 34MW에서 Lark Energy社의 프로젝트(project: 레스터셔(Leicestershire) 소재 RAF 공군기지 Wymeswold 이착륙장에서 수행)는 분석기간 동안 완료되었다.
연구진들은 2013년 1분기 동안 영국의 태양광 발전설비 수요량이 520MW 정도로 확인되었으며, 2분기 282MW의 수요량이 추가되었다. 그 결과 800MW 이상에 처음 반 정도를 가져오게 되었다. SolarBuzz는 영국 내 올해 초부터 현재까지 수요량이 처음으로 GW 수준에 도달하였다. 그 결과 영국을 GW 수준을 가지고 있는 최종 시장 영역으로 확인하였다.
전반적으로 이번 분석은 그 해 초기 반분기 동안 영국의 남부 지역이 대규모 태양광 발전단지를 지배하였다. 대규모 태양광 발전단지는 전체 대형 설치용량 중 67%를 가지고 있다. 잉글랜드(England) 동부와 중동부 지역은 27%를 설명(확인)하고 있다. 잉글랜드와 웨일즈(Wales) 나머지 전역을 가로질러 나머지 지역과 함께 존재한다.
이전에는 델케이드(Dalkeith)에 있던 Jewel & EskCollege에 존재하였던 스코틀랜드(Scotland) 내 가장 거대한 지상형 태양광 발전설비 설치는 2013년 1분기 동안 완료되었다.
영국 내 1.5GW 이상 규모의 지상형 태양광 발전단지들이 존재한다. 이 단지들은 성공적인 프로젝트 계획 적용 단계를 살펴보고 있다. 그리고 최종 파이낸싱(financing)을 기다리고 있다. 2013년 6월 말 누적 태양광 발전설비 설치용량을 보면 반거주용이 2.71GW이며, 비거주용 지붕에 설치된 것이 22%, 그리고 나머지 28%는 지상형 태양광 발전설비이다.
이번 분석에 대해 NPD Solarbuzz Finally Colville 부회장은 “2분기 지상형 부분(영역)에서의 둔화(후퇴)는 8월 이후부터 시작되는 유럽위원회 시작 이전에 유럽(Europe)에서 되돌아가는 중국산 모듈(module)의 활용가능성에 의해 영향을 받았다. 하지만, 지상형 파이프라인(pipeline)의 강점은 영국이 2013년 이후 건전하고 건강한 탑(top) 10 시장을 보유하고 있다는 것을 확실시해줄 것”이라고 말했다. GTB

태양전지의 성능을 향상시키는 플라즈몬 나노구조

미국 연구진은 태양전지의 성능을 향상시킬 수 있는 새로운 플라즈몬 나노구조를 개발했다. 유기 태양전지에 금속 플라즈몬 나노구조를 결합시키는 것은 빛을 전기로 전환시키는 효율을 매우 증가시킬 수 있다.
태양 전지 또는 광발전 장치들은 청정하고 재생 가능한 에너지원으로 유망하지만, 아직까지 장치를 제조하는데 비용이 많이 든다. 비용 효율적인 방법으로 용액 속에서 유기 광발전 재료를 사용하는 것을 들 수 있다. 이런 용액은 저렴한 페인트처럼 분무되고 단단하거나 플렉서블한 기판 위에 대면적으로 인쇄될 수 있다. 그러나 대부분의 유기 물질은 전기 전도성이 나쁘기 때문에 유기 광발전 전지는 매우 얇고 이것은 열악한 태양광 흡수와 나쁜 전력 변환 효율을 이끈다. 이것을 해결하기 위해서는 유기 광발전 장치의 두께를 변화시키는 일 없이 광 흡수를 증가시켜야 한다.
광발전 장치의 광 포집을 향상시키기 위해서 개발자들은 표면 플라즈몬 플라리톤(surface plasmon polariton, SPP)을 이용하는데 이것은 금속/절연체 또는 반도체 계면에서 강하게 구속되는 자유 전자와 전자기파의 집단적인 진동이다. 그들의 감쇠 길이(decay length)는 가시광선 및 근적외선 스펙트럼 범위에서 수십 나노미터 ~ 수백 나노미터까지 떨어져 있고 기존의 유기 광발전 장치의 활성 광-수집 층의 두께와 일치한다. 이런 이유로 플라즈몬 나노구조는 유기 광발전 장치의 광 흡수를 향상시킬 수 있는 잠재력을 가진다. 광 포집의 근본적인 한계 및 열역학적인 한계에 대한 연구들을 통해서 이런 태양전지가 매우 높은 효율로 광발전을 할 수 있다는 것이 증명되었다.
표면 플라즈몬에 대한 조사는 유기 및 무기 광발전 장치의 전력 변환 효율을 향상시키기 위해서 금속 나노구조(은, 금, 알루미늄)를 이용했다. 예를 들어 무기 광발전 장치에서 사용되는 실리콘은 높은 굴절률을 가지는데, 이것은 지극히 작은 SPP 감쇠 길이(수십 나노미터)를 가진다. 무기 광발전 장치는 일반적으로 몇 마이크로미터의 두께이기 때문에, 표면 플라즈몬을 사용하는 광 포집 방법은 전력 변환 효율을 향상시키는데 매우 효율적이지 않다. 무기 광발전 장치와 비교했을 때 유기 광발광 장치의 활성 광 수집층은 매우 얇고(몇 나노미터 ~ 수십 나노미터) 태양 스펙트럼과 SPP 공진의 더 나은 중첩을 생성한다. 이 방법을 사용한 광 포집은 플라즈몬 나노구조를 가지지 않는 다른 유기 광발광 장치에서 달성한 것보다 훨씬 더 높은 전력 변환 효율을 가질 수 있게 한다.
패턴이 형성된 두 가지 유형의 나노구조는 플라즈몬 유기 광발광 장치에서 종종 사용된다: 무작위로 분포된 금속 나노입자, 주기적인 금속 나노어레이. 이런 나노구조를 실용화하기 위한 핵심 이슈들은 태양 흡수대의 확장을 포함한다. 금속 플라즈몬 나노구조들이 유익한 효과를 가지기 위해서는 유기 광발전 장치에 한 개 또는 두 개의 전극이 결합되어야 한다. 마지막으로, 유기 광발전 장치 속의 서로 다른 위치(상부 표면, 활성층 속 등)에 존재하는 플라즈몬 나노구조들은 서로 다른 전력 변환 효율을 가지게 한다.
폴리머 유기 광발광 장치 속에서 발생하는 광 흡수에 대한 이전 조사를 기반으로 해서, 이번 연구진은 박막 금속 나노홀 어레이에 의해서 광 흡수가 강화된다는 이론적인 결과를 제시했다. 이것의 장점은 이런 SPP의 대역폭이 광학적으로 두꺼운 단일 금속 표면에서 지지되는 SPP의 것보다 더 넓어진다는 것이다. 이것은 태양 에너지 수집 분야에 매우 바람직한 특성이다. 흡수 능력을 향상시키기 위해서 이번 연구진은 분자 유기 광발광 장치 속에 이중 플라즈몬 나노구조를 디자인했다. 이런 샌드위치 구조에서는 유기 광발광 활성층의 한 면 위에 금속 나노디스크 어레이가 존재하고 다른 면 위에 매우 얇은 금속 나노홀 어레이가 존재한다.
연구진은 플라즈몬 나노구조에 의해 도입된 활성층의 광대역 스펙트럼 흡수율을 계산했고, 흡수 능력의 조율 가능성을 조사했으며 장치 성능에 대한 이것의 효과를 조사했다. 이 계산결과는 최적화된 이중 플라즈몬 나노구조가 플라즈몬 나노구조를 가지지 않는 다른 유기 광발광 장치와 비교했을 때 125%까지 총 광자 흡수(total photon absorption)를 향상시킬 수 있다는 것을 증명했다.
요약하면, 유기 광발전 장치 속에 금속 플라즈몬 나노구조를 결합시키는 것은 12% 이상의 전력 변환 효율을 가질 수 있게 한다. 이번 연구진은 패턴이 형성된 금속/초박막 반도체/금속 박막으로 구성된 박막 플라즈몬 및 메타물질 초-흡수체(super-absorber) 구조를 사용해서 전력 변환 효율을 더 향상시킬 수 있는 방법이 있는지를 조사할 예정이다. GTB

CdTe 태양전지 효율을 향상시키는 도핑효과
롤-투-롤 방법으로 제조되는 플랙서블 박막 태양전지는 태양전기의 원가를 낮추는 가장 유망한 방법이다. 현재 스위스 연방 재료과학기술 연구원 Empa의 과학자들은 금속 호일 위에 플랙서블, 저중량, 저가 카드뮴 텔루라이드(CdTe) 태양전지의 상용화를 위한 매우 큰 진보를 이루었다. 연구원들은 “Doping of polycrystalline CdTe for high-efficiency solar cells on flexible metal foil”이라는 제목으로 Nature Communications 최근호에 보고한 것처럼 구리로 이 전지를 도핑함으로써 8퍼센트 이하에서 11.5퍼센트로 효율을 증가시키는데 성공했다.
태양 에너지를 만들기 위하여 전세계의 과학자들과 공학자들은 저렴한 제품 기술 개발을 활발히 진행하고 있다. 플랙서블한 박막 태양전지들은 이러한 면에서 큰 잠재력을 가지고 있다. 이는 플랙서블한 박막 태양전지 제조에 사용되는 재료를 최소한으로 줄일 수 있고, 롤-투-롤 공정에 의해 대량으로 제조될 수 있기 때문이다. 현재 실리콘 기반 태양전지 다음으로 시장점유율이 높은 CdTe 전지들은 제품 비용 면으로 인해 가장 저렴하다는 평가를 받고 있다. 그러나, 휘지 않은 유리 기판 상에 성장된 소위 수퍼스트레이트(superstrate) 전지들은 한 가지 문제점을 가진다. 슈퍼스트레이트 전지들은 집광성 CdTe층에 도달히기 위하여 광을 투과시키는 투명한 지지 물질을 요구한다. 따라서 투명한 물질들에 대한 매개체들의 선택이 제한된다.
태양전지의 다중층 구조, 소위 기판 구성은 지지 물질로서 금속으로 만들어진 플랙서블한 호일을 이용하여 더 저렴하게 될 것이다. 현재 태양광은 지지 기판을 지나지 않고 반대쪽으로부터 전지에 입사된다. 그러나 문제는 금속 호일 상의 기판 구성에서 CdTe 전지들이 8% 이하의 매우 낮은 효율을 나타낸다는 것이다. 이는 최근 유리 기판 상의 슈퍼스트레이트 CdTe 전지가 19.6%의 효율을 기록한 것과 대비된다. 여기서 상업용으로 이용되는 CdTe 슈퍼스트레이트 모듈들은 11~12%의 효율을 나타낸다.
기판 CdTe 전지들의 저 에너지 변환을 증가시키기 위한 한 가지 방법은 구리(Cu)와 같은 적은 양의 금속으로 반도체 층을 p-타입으로 도핑하는 것이다. 이는 홀들(양전하 캐리어들)의 밀도와 수명을 증가시킨다. 이에 따라 전기 에너지로 바뀌는 광의 양인 광전지 전력이 커진다. CdTe가 도핑하기에 너무 어렵지 않다면 아주 완벽한 아이디어이다. 광전지학 및 박막들을 위한 엠파(empa) 연구소의 연구소장인 아요드야 나스 티워리(Ayodhya Nath Tiwari)는 일반적으로 기판 구성에서 CdTe 전지들에 도핑하려고 노력해왔지만 실패를 거듭 해왔다고 말한다.
그럼에도 불구하고 그의 연구팀은 CdTe로 Cu 원자들이 관통하도록 후속 열처리를 이용하여 CdTe층 상에 고진공 Cu 기화를 이용하기로 결정하였다. 연구팀은 Cu의 양이 힘들더라도 조절되어야만 한다는 것을 깨달았다. 만약 연구팀이 너무 적은 양의 Cu를 사용하면 기대했던 것보다 효율이 훨씬 향상되지 않을 것이다. 또한, 연구팀이 너무 많은 양의 Cu를 사용하면 효율이 감소될 것이다.
그러나, 티와리의 연구실의 박사과정 학생인 루카스 크랜즈(Lukas Kranz)와 동료인 크리스티나 크레테너(Christina Gretener), 줄리안 페러나우드(Julian Perrenoud)가 Cu의 단일 원자층이 CdTe 상에 증착될 수 있도록 Cu 기화의 양을 미세조정하였을 때, 전기 특성이 크게 향상되었다. 크랜즈는 “효율은 1%에서 12% 넘어서까지 크게 증가하였다”고 말한다. 연구팀의 가장 좋은 효율은 유리 기판 상에 성장된 CdTe 전지로 13.6%였다. 티와리의 연구팀은 금속 호일 상에서 11.5%까지 효율을 향상시켰다.
지금까지 금속 호일 상의 플랙서블한 CdTe 태양전지의 가장 높은 효율은 2011년 티와리의 연구팀에 의해 개발된 특별하면서 저렴한 투명 폴리이미드 포일 상의 슈퍼스트레이트 구성에서 플랙서블한 태양전지들의 효율보다 여전히 낮다. 연구실에서의 그룹장이면서 공동 저자인 스테판 베첼러(Stephan Buecheler)는 “우리의 결과들은 기판 구성 기술이 미래에 훨씬 더 좋은 효율을 향상시킬 수 있는 커다란 잠재력을 가지고 있다는 것을 시사한다. 연구팀의 목표는 15%에 도달하는 것이며 이 물질이 20%를 초과하는 효율을 위한 잠재력을 가지고 있다고 확신한다”고 말했다. 다음 단계는 전기 전면 접촉을 포함하는 CdTe 위에 소위 윈도우 층의 두께를 줄이는데 초점을 맞출 것이다. 이는 광흡수를 감소시켜 CdTe층에 의해 더 많은 광이 포획되도록 하여 광손실을 적게 하는 것이다. GTB

광 전극에 탄화규소 결정 채용
태양광과 물에서 수소를 효율적으로 생성
고내구성이며 저가
名古屋工業大學 大學院 工學硏究科의 加藤正史 준교수 등은 내구성이 극히 우수한 실리콘 카바이드(탄화규소)의 입방결정을 이용한 반도체 광 전극으로 태양광과 물에서 아주 효율적으로 수소를 생성하는 데 성공했다. 지금까지의 수소 생성용 광 전극은 장시간 사용하면 부식이나 에너지 변환효율이 떨어지는 결점이 있었다. 실리콘 카바이드는 이론상으로는 반영구에 가까운 내구성이 있고 이러한 우려는 적어진다. 앞으로 에너지의 변환효율을 높여서 조기 실용화할 계획이다.
실용화된다면 태양광에서 이산화탄소(CO2)등의 온실효과 가스와 유해한 폐기물을 발생시키지 않고 수소를 생성할 수 있게 된다. 저가로 환경부하가 낮은 수소 생성 기술이 기대된다. 태양광을 반도체 광 전극에 맞혀서 광에너지를 받아들이면서 광자와 광전극의 광전기화학반응으로 물을 산소와 수소로 분해한다. 안정성이 우수한 실리콘 카바이드를 이용하여 에너지 변환효율을 높임과 동시에 결정구조의 최적화를 모색한 결과 입방결정을 채용했다.
현재의 변환효율은 0.38% 정도이다.
한편, 산화티탄 등을 이용한 종래의 시스템에서는 변환효율이 1% 넘어 그 이상이 되었다. 앞으로는 표면처리와 결정구조를 더욱 최적화하여 실용화의 기준이 되는 1%를 넘는 변환효율과 원가 다운을 목표로 한다. 일간공업

태양광 패널 보호
太洋塗料 오염 방지하는 도료 개발
太洋塗料(東京都 大田區, 사장 平本光雄)은 태양광 패널의 커버 글라스에 부착되는 오염이 잘 지워지도록 하는 투명한 무기도료를 개발했다. 먼지 등이 비나 물에 잘 씻겨 내려가게 되어 발전 효율의 저하를 경감할 수 있다. 보통 오염의 경우라면 계속 사용해도 빛의 투과도에서 95% 이상을 유지할 수 있을 전망이다. 태양광 발전 메이커용으로 10월경부터의 양산을 계획하고 있다.
개발한 무기도료는 규소를 포함하여 친수성이 있다. 특수한 건조로를 이용함으로써 유리 표면에 도막이 잘 형성되도록 하였다. 광촉매 도료에도 비나 물에 의한 세정작용이 있는데, 원료인 산화티탄이 빛의 투과를 방해하므로 태양광 패널의 커버 글라스에는 적합하지 않다고 한다. 도막은 섬유모양으로 되어 있어 더러움이 내부로 들어오지 않고 표면에 부착되므로 물에 잘 씻겨 내려간다. 빗물이 닿는 것만으로 도막에 부착되었던 오염이 떨어진다. 자외선(UV)를 차단하는 기능도 있어 태양광 패널의 장수명화로 이어진다. 태양광에 의한 변색이나 열화를 억제하기 위해서는 불소로 피막하는 방법도 있는데 원가가 비싸며 일단 오염이 부착되면 잘 지워지지 않았다. 재생 가능 에너지의 역할이 늘어나고 메가솔라(대규모 태양광 발전소)의 건설이 이어지고 있다. 태양광 패널은 커버가 더러워지면 발전효율이 떨어지는 문제가 있다. 이번 개발된 무기도료가 이를 해결할 것으로 기대된다. 일간공업

태양전지 판매 25% 증가
파나소닉, 금년도 방침
파나소닉은 태양전지 사업의 전략 설명회를 열고, 일본 국내를 중점 시장으로 하여 2013년도의 글로벌 판매량을 2012년도 대비 25% 증가한 675메가와트로 늘릴 방침임을 밝혔다. 일본 내외의 내역은 밝히지 않았다. 2012년도는 일본 내의 재생가능 에너지 고정 가격 매입제도(FIT)로 수요가 확대되어 동 판매량은 540메가와트(2011년도는 500메가와트)였다.
내수 견인의 메가솔라는 설치 장소 등의 문제로 앞으로의 축소를 예측했다. 중국을 비롯한 해외 세력과의 가격 경쟁도 격화되고 있다. 이 회사는 단위면적 당 발전량이 높아서 고온 환경 하에서도 출력 저하가 적은 태양전지 「HIT」에서 출력 10킬로와트 이하인 주택시장과 동 10-50킬로와트의 산업용 시장의 중소규모 안건을 타깃으로 사업을 확대한다. 이 회사는 동 50킬로와트 이하의 시장은 견고하게 유지될 추이라고 보고 있다.
6월 27일에 수주를 시작한 HIT 신제품은 장기 신뢰성도 특징으로 모듈 출력 보증기간을 20년(종래는 10년)으로 늘렸다. 일간공업

주택용 태양광 발전 시스템
모듈 변환효율 19%
파나소닉은 모듈 변환효율이 19.1%로 종래품 대비 0.4포인트 높은 주택용 태양광 발전 시스템 「HIT245α」의 수주를 시작했다. 박막 아모르파스 실리콘과 단결정 실리콘웨이퍼의 접합기술을 개선했다. 최대 출력 245와트. 수주 생산품으로 가격은 16만 8000엔이다. 같은 날 발매한 「HIT240α」, 「HIT120α」와 함께 판매 목표는 연간 8만 세트이다.
「HIT240α」은 최대출력 240와트, 변환효율 18.7%로 가격은 13만 9650엔으로 동등 성능의 종래 제품 「HIT240」과 비교하여 약 10% 저가이다. 「HIT 하프타입 120α」는 사이즈가 표준 타입의 반으로 변환효율 18.1%, 최대 출력 120와트, 가격 6만 9825엔이다. 종래 제품이 대응할 수 있는 지붕재료는 슬레이트 기와와 아스팔트 싱글 재료뿐이지만 신제품은 도기 기와와 금속 지붕에도 설치 가능하다. 일간공업