페로브스카이트 태양전지, 파나소닉 세계 최고 효율 달성

 페로브스카이트 태양전지, 파나소닉 세계 최고 효율 달성

~ 30cm角のペロブスカイト太陽電池で世界最高、パナソニックが効率16.09％を達成

파나소닉은 2020년 1월 20일,  크기 30cm의 개구면적 802cm², 두께 2mm의  페로브스카이트 태양전지 모듈을 개발하여,  세계최고의 에너지 변환효율 16.09%를  달성하였다고 발표했다. 유리를 기판으로 하는  경량화 기술이나 잉크젯을 이용한  대면적 도포법(大面積塗布法)의 개량에 의해  실현한 것으로, 이전까지는 설치가 어려웠던 곳에서도 고효율 태양 전지를 낮은 비용으로 설치할 수 있다고 한다.

- 페로브스카이트 태양 전지는 현재 주류인 실리콘계 태양 전지와 비교하여  높은 효율과 낮은 제조 비용을 기대할 수 있기 때문에 차세대 태양 전지로 주목 받고 있다.  또한, 그 구조상 발전 층을 포함한 두께가 결정 실리콘 태양 전지의  100분의 1정도로 얇기 때문에 경량화하기 쉽다는 특징이 있다.  - 경량화가 가능하다면, 건물 등 기존에 무게의 제약때 문에 설치할 수 없었던 장소에도  태양광 발전을 도입하기 쉬워지게 된다. 한편, 보급을 위한 문제점은 발전 효율의 향상과 대형화의 양립이다.  작은 면적의 셀에서는 실리콘에 비해 높은 효율을 달성하고 있지만,  균일한 제막의 실현이 어렵고, 대형화하면 변환 효율이 크게 저하되는 문제가 있었다.  그래서 파나소닉은 NEDO 프로젝트에서 이러한 과제를 해결하는 기술 개발에 임해왔다. - 이번에 파나소닉이 새롭게 개발한 기술은 2개. 하나는 잉크젯 도포에 적합한 도포액 조성의 개선이다. 페로브스카이트 태양 전지의 제조에 있어서는, 대 면적에 세밀하고 균일한 층  재료의 도포가 가능한 잉크젯 법이 이용되고있다.  그래서 페로브스카이트 결정을 구성하는 원자단 중 모듈 제작에있어서의 가열 공정에서  열 안정성에 문제가 있는 메틸 아민의 일부를 분자 또는 원자를 적당히 크고,  가열 이탈 억제 효과가 있는 세슘, 루비듐으로 대체 결정의 안정화를 도모하고,  높은 변환 효율에 기여하는 도포 액을 개발하는 데 성공했다. - 다른 하나는, 도포액 농도 및 도포량 조정 등을 정밀하게 만들 잉크젯 제조 시스템의 제어 기술의 개발이다.  잉크젯 도포 법을 이용한 박막 제작 공정에서 도포 패턴을 자유롭게 변경할 수있는 반면,  재료를 도트 형태로 도포 · 제막 후 도포면에 균일하게 결정화 시킬 필요가있다.  이러한 요구 사항을 충족하는 도포액 농도를 일정 범위로 조제한 후,  도포 공정에서 도포량, 속도를 정밀하게 제어함으로써  대 면적 모듈로 높은 변환 효율을 실현할 수 있었다고 한다. - 파나소닉과 NEDO는 향후 커다란 면적의 페로브스카이트 태양 전지 모듈의 새로운 저비용화, 경량화에 의해  지금까지 태양 전지가 설치 적용되지 않은 새로운 시장에의 도입 확대를 목표로 한다.  이를 위해 페로브스카이트 층의 재료 개발에 의해 결정 실리콘 태양 전지 모듈에 비해  고효율화를 목표로 프로젝트의 최종 목표인 모듈 생산 원가 15엔 / W의 실현을 목표로 할 방침이다. -