사업화 유망기술

무기물 기반 적외선 대역 흡수용 태양전지 기술

페로브스카이트 태양전지 기술

본 기술은 페로브스카이트 화합물 제조 기술

보유기관 : 중앙대학교       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

본 기술은 페로브스카이트 박막을 자연 건조 방법으로 증착시켜 상 안정성 및 박막 표면 제어능이 개선된 페로브스카이트 화합물 제조 기술임

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
무기물 페로브스카이트 화합물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 태양전지 비공개

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기술개요

- 본 기술은 페로브스카이트 박막을 자연 건조 방법으로 증착시켜 상 안정성 및 박막 표면 제어능이 개선된 페로브스카이트 화합물 제조 기술임

- 페로브스카이트는 유무기 하이브리드 적층 물질로 최근 페로브스카이트를 염료로 사용한 태양전지가 실리콘 태양전지보다 높은 효율을 나타내 주목을 받고 있음

대표도면

[페로브스카이트 박막의 공기 중 노출 시간에 따른 상 안정성 평가 결과]

기존 기술 대비 우위성

- 투과되는 적외선을 500~1,000nm 파장으로 변환시켜주는 상향 변환 기술 활용하여 태양전지 효율 확보 가능

- 페로브스카이트 박막을 자연 건조 방법으로 증착시켜 상 안정성 및 박막 표면 제어능 개선

구현 방법

본 무기물 페로브스카이트 화합물 제조는 아래와 같이 구현됨

- 페로브스카이트 화합물 준비 단계
- 페로브스카이트 용액 제조 단계
- 페로브스카이트막 형성 단계

기술동향

- 페로보스카이트 태양전지의 효율이 실리콘 태양전지의 평균 효율인 25%를 달성하기 위해서는 페로브스카이트 할로겐화물 소재 발전과 더불어 n-type, p-type 반도체 소재의 개발이 동반되어야 함

- 태양전지 기술로서 염료 감응형 태양전지, 무기 태양전지, 양자점 태양전지 등 혁신적 태양전지 기술들이 개발되어 왔으나 현재 모듈로서 10% 정도의 낮은 효율을 보이며 상업적 경제성을 갖을 수 있는 효율인 20% 정도를 확보하지 못하고 있음

시장동향

- 최근 태양광시장의 주요 사안으로는 그리드 패러티 도달에 따른 개도국 시장의 부상과 고효율 태양전지로의 전환 및 대형 태양광기업의 탄생등이 있음

- 중국 및 미국을 포함한 8개 선진국의 비중은 2018년 82%를 정점으로 낮아지고 있으며, 2019년 60%를 하회한 58% 이상으로 낮아지면서 주요 8개국을 제외한 개도국의 약진이 2020년 이후 더욱 확대될 것으로 전망됨

- 국내 태양광산업은 2016년 이후 태양광전지 및 모듈 분야 세계 수요증가와 설비투자가 확대됨에 따라 매출도 상승 전환되었으며, 글로벌 시장 확대와 더불어 국내 산업 매출도 커질 것으로 전망됨

- 상용 태양광 전지의 주를 이루는 결정형 태양전지 다결정과 단결정의 비중은 다결정 태양전지에서 고효율 단결정 태양전지로 재편되고 있음

[단결정 및 다결정 태양광 모듈 비율]

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