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페로브스카이트 태양전지 국내외 현황조사
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페로브스카이트 태양전지 국내외 현황조사

  • 비피기술거래
  • |
  • 비피기술거래
  • |
  • 2016-05-01 출간
  • |
  • 85페이지
  • |
  • 297 X 210 mm /681g
  • |
  • ISBN 9791195770359
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출판사서평




페로브스카이트 시장조사보고서 서문

최근 세계적으로 태양광 산업이 큰 화두로 떠오르고 있다. 기존 화석연료자원의 과대한 사용은 고갈위기 및 환경파괴를 불러 왔으며, 이는 온실가스 감축을 위한 교토의정서의 채택으로 이어졌다. 2000년대 중반 이후 환경에 대한 사회적 관심이 급증하였고 온실가스 감축 의무가 각국별 본격화 될 것으로 전망됨에 따라 신재생에너지 보급이 탄력을 받고 있다. 초기 풍력산업이 주도한 신재생에너지 시장은 2010년 이후, 무한정 자체 조달이 가능하고 지역 및 규모에 상관없이 설치 가능하며 유지비용이 거의 들지 않는 태양광 산업이 새로운 성장 동력으로 부상하고 있다.

하지만 태양광 발전은 여전히 화석연료 대비 원가 및 발전단가에서 경쟁력이 떨어진다. 따라서 장기적으로는 시스템 구조의 개선 등 모듈 이후 공정에서의 원가절감이 필요하겠지만, 중단기적으로는 모듈 이하 특히 태양전지 생산비용 절감과 고가의 원재료 비용 절감이 필수적이며, 이는 태양광 발전의 경쟁력을 높일 핵심이 될 것으로 예상된다.

현재 원재료비 절감 노력은 크게 기술보완과 차세대 태양전지 개발로 나뉘어 진행 되고 있다. 이 중 차세대 태양전지 연구 패러다임이 페로브스카이트 태양전지로 전환되고 있으며, 국내외에서 활발한 연구가 이루어지고 있다. 페로브스카이트 태양전지는 기존 실리콘 태양전지의 1/3 이하 가격으로 제조가 가능하므로 화석연료와 가격 경쟁이 가능할 것으로 예상된다. 또한 현재 공식 검증된 페로브스카이트 태양전지의 효율은 20.1%에 달해, 기존 태양전지의 효율에 근사하고 있다.

저명한 학술지 Nature는 2014년 사업화가 기대되는 유망기술로 선정한 바 있다. 페로브스카이트 태양전지의 필요성 및 중요성이 커지고 단기간 내에 상당한 기술적 진전이 이루어진 만큼, 페로브스카이트 태양전지의 상용화에 대한 기대감이 커지고 있다.

따라서 이 보고서에서는, 현재 페로브스카이트 태양전지 연구의 국내외 현황을 살펴보고, 상용화를 하기 위한 핵심기술 보완 및 부가적 기술개발 요소를 파악한 후, 기존 태양광 산업 및 태양전지산업을 기반으로 페로브스카이트 태양전지 산업의 전망 및 시장 예측을 하고자 한다.


목차


Ⅰ. 서론 1

Ⅱ. 본론 1. 페로브스카이트 태양전지의 연구현황 2

1. 연도별 해외 연구현황 2
1) 2012년 스위스 및 한국
2) 2013년 영국
3) 2013년 싱가포르
4) 2014년 스위스 및 독일
5) 2014년 영국
6) 2014년 스페인 및 영국
7) 2014년 스페인, 독일 및 스위스
8) 2014년 미국
9) 2015년 미국

2. 연도별 국내 연구현황 12
1) 2013년 성균관대
2) 2014년 GIST 및 원자력연
3) 2014년 포항공대
4) 2014년 성균관대
5) 2015년 화학연구원

3. 관련 연구 진행 중인 연구실 및 연구소 17

Ⅲ. 본론 2. 페로브스카이트 태양전지의 문제점 및 연구진행 상황 19

1. 핵심 성능의 안정성 20
1) 실온 건조대기 장기 안전성
2) 실온 다습 대기 안정성
3) 고온 및 습기 안정성
4) 광안전성

2. 상용화를 위한 필수 기술 24
1) 광안전성 기술
2) 히스테리시스 대책기술
3) 탠덤 셀 기술
4) 결정 안정성 기술
5) 납 독성의 극복
6) 양산기술
7) 염소이온의 도핑

3. 연구 과제 34

Ⅳ. 본론 3. 태양광 & 페로브스카이트 태양전지의 사업적 전망 35

1. 태양광산업의 시장 예측치 35
1) 태양광 발전의 세계현황 및 전망
2) 태양광발전의 지역별 세부현황 및 전망
(1) 중국의 현황 및 전망
(2) 일본의 현황
(3) 미국의 현황
(4) 독일의 현황
(5) 칠레의 현황
(6) 인도의 현황
(7) 아프리카의 현황
(8) 국내의 현황
3) 국내‧외 태양광 발전 기업현황
(1) 국내업체
① 한화 솔라원
② 신성솔라에너지
③ LG전자
(2) 해외업체
① 퍼스트솔라 (미국)
② 선에디슨 (미국)
③ 솔라시티 (미국)
④ 선파워 (미국)
⑤ Yingli solar (중국)
⑥ Trina sola (중국)
⑦ CNPV (중국)
4) 태양광산업의 발전방향

2. 페로브스카이트 태양전지의 전망 및 시장 예측치 58
1) 페로브스카이트 태양전지의 전망
2) 페로브스카이트 태양전지의 시장 예측
(1) 페로브스카이트 태양전지의 상용화 시점
(2) 태양전지 시장 추이
(3) 태양전지 시장 매출 현황 및 전망
(4) 페로브스카이트 태양전지 시장 예측

Ⅴ. 결론 66

[부록]
1. 태양광발전과 태양전지 68
1) 태양광 발전
(1) 태양광 발전의 원리 및 종류
① 독립형 태양광 발전장치
② 계통 연계형 태양광 발전 장치
(2) 태양광발전의 특징
2) 태양전지
(1) 태양전지의 원리
(2) 태양전지의 종류
⓵ 단결정 실리콘(역사가 깊은 태양전지)
⓶ 다결정 실리콘(세계의 주류)
⓷ 박막 실리콘 태양전지(투명한 태양전지도 개발)
(3) 태양전지 활용범주

2. 페로브스카이트 태양전지 73
1) 페로브스카이트 태양전지의 원리
2) 페로브스카이트 태양전지의 특성
(1) 더 효율적, 저렴하게 태양전지의 패널을 만들 수 있다
(2) 페로브스카이트는 실험실에서 제조하기 쉽고, 저렴한 결정성 재료이다
(3) 적충형 태양전지 (상부: 페로브스카이트, 하부: 실리콘)만의 비용적‧시간적 장점이 있다
(4) 페로브스카이트의 문제는 열에 쉽게 손상되고, 물에 쉽게 용해된다는 것이다.
(5) 장기 안정성의 검토필요
(6) 실온건조대기 양호하다
(7) 밀봉캡슐사용에 의한 안정성
(8) 실온다습대기 안정성 -습기 20%에서 가장 양호하다
(9) 고온 및 습기 안정성

표 목차 · 그림 목차

〈표 차례〉
[표-1. 연도별 핵심연구] 2
[표-2. 연도별 핵심연구] 12
[표-3. 연구실 및 연구소 리스트] 17
[표-4. mp-TiO2가 없거나 200 nm thick mp-TiO2 를 가진 페로브스카이트 태양전지의 성능] 25
[표-5. 탠덤 셀과 현재 실리콘 셀의 가격비교] 28
[표-6. 국가/지역별 태양광 발전 설치량 현황] 37
[표-7. 2013년 중국 태양광 산업 생산능력 대비 생산량 현황] 40
[표-8. 국가 태양에너지 개발계획] 44
[표-9. 국가별 태양광 시장 현황 및 전망] 45
[표-10. 국내 태양전지/모듈 생산업체 지역 및 생산현황] 51
[표-11. 국내외 주요 태양광 기업 매출 및 영업실적] 62
[표-12. 2013년 태양전지 셀 및 모듈 세계 10대 기업 생산현황] 63
[표-13. 태양광 발전의 특징] 69
[표-14. 태양전지 종류별 특징] 71

〈그림 차례〉
[그림-1. 옥스퍼드 연구팀에 의해 개발된 태양전지] 4
[그림-2. HTM / 페로브스카이트 / TiO2 태양전지의 에너지 수준과 전자 전달 프로세스 구조도] 6
[그림-3. TiO2 나노입자 기반의 태양전지 구조도] 8
[그림-4. 마이크로미터에 가까운 큰 결정을 갖는 17% 고효율 태양전지구조] 16
[그림-5. 500시간 실온 건조대기 후 JV 커브비교] 20
[그림-6. 캡슐없는 흡광제의 실온 대기 중 습도시험 결과] 21
[그림-7. 나노튜브로 치환된 페로브스카이트 태양전지] 22
[그림-8. 24시간 간격 흡수 스펙트럼 변화] 22
[그림-9. 무기 스크린 인쇄 셀의 구조] 24
[그림-10. mp-TiO2 층의 두께와 스캔방향에 따른 PV performance] 26
[그림-11. 두 전구체 PbI2 와 MAI 가 순차로 회전적층 된 두 층의 상호확산 모습] 27
[그림-12. MAPbI3 페로브스카이트의 SEM 이미지] 27
[그림-13. 페로브스카이트의 상전이] 29
[그림-14. MAPbI3 의 2단계 스핀 코팅절차] 32
[그림-15. 태양광 발전단가 추이] 36
[그림-16. 2014-2017 태양광 산업 생산능력 및 설치량 전망] 38
[그림-17. 일본 태양광 모듈 수입 현황,] 41
[그림-18. 미국 태양광 시장 현황 및 전망] 42
[그림-19. 미국 태양전지 모듈시장 국가별 시장점유율 현황] 43
[그림-20. 아프리카 지역 태양광 설치량 전망] 45
[그림-21. 세계 태양광시장의 싸이클 동향] 46
[그림-22. 퍼스트 솔라의 태양전지 모듈 생산능력] 53
[그림-23. 태양전지 발달 추이] 58
[그림-24. 중국 태양전지 생산량 현황] 61
[그림-25. 일본 태양전지 연간 생산량 추이] 62
[그림-26. 세계 태양전지 수요 예측량] 64
[그림-27. 태양전지 시장 예측치] 65
[그림-28. 기존 실리콘 기반 태양광 부품별 가격추이] 66
[그림-29. 몽골의 태양광 발전장치 와 태양광 가로등] 68
[그림-30. 태양전지 모듈의 사용처] 69
[그림-31. 태양광 발전의 원리 구조도] 70
[그림-32. 태양전지 응용분야] 73
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