박막 태양광 패널은 특수 재료를 사용하여 가볍고 구부러지는 태양광 제품을 만듭니다. 이 패널은 일반 실리콘 패널과 다릅니다. 박막 태양전지판은 휘어질 수 있고 무게도 많이 나가지 않습니다. 이는 곡선 지붕이나 휴대용 충전기와 같은 것에 적합합니다. 유연한 박막 패널은 건축 자재나 경량 프레임의 일부가 될 수 있습니다. 일반 실리콘 패널은 킬로그램당 더 많은 전력을 생산합니다. 그러나 무게는 줄이고 유연성은 강화해야 할 경우에는 박막 패널이 더 좋습니다.
| 측정항목 | 값 |
|---|---|
| 박막태양광 시장규모(2022년) | 48억 달러 |
| 예상 시장 규모(2030년) | 151억 달러 |
| 복합연간성장률(CAGR)(2023-2030) | 15.6% |
| 발전량 비교 | 기존 실리콘 패널은 박막 패널보다 킬로그램당 18배 더 많은 전력을 생산합니다. |
| 무게 비교 | 기존 실리콘 패널은 박막 패널보다 100배 더 무겁습니다. |
| 가장 큰 지역 시장 점유율 | 아시아 태평양(중국, 인도, 일본, 한국 주도) |
박막 태양전지판은 일반 태양전지판만큼 잘 작동하지 않습니다. 그러나 사람들은 여전히 가볍고 유연하며 특별한 용도로 사용하기를 좋아합니다.
박막 태양전지판은 가볍고 구부릴 수 있습니다. 이는 곡선형 지붕과 휴대용 장치에 적합합니다. 그들은 또한 특별한 디자인에도 잘 작동합니다.
실리콘 패널보다 제작 및 장착 비용이 저렴합니다. 그러나 일반적으로 전력 소비가 적고 더 많은 공간이 필요합니다.
다양한 유형의 박막 패널이 있습니다. 여기에는 비정질 실리콘, 카드뮴 텔루라이드(CdTe) 및 구리 인듐 갈륨 셀렌화물(CIGS)이 포함됩니다. 각 유형에는 고유한 장점과 비용이 있습니다.
덥거나 흐린 날씨에는 박막 패널이 실리콘 패널보다 더 잘 작동합니다. 따뜻하거나 어두울 때 전력 손실이 줄어듭니다.
대부분의 박막 패널의 수명은 10~20년입니다. 이는 실리콘 패널의 25~30년보다 짧다.
가볍고 유연하기 때문에 설치가 더 쉽고 저렴합니다. 이를 통해 인건비와 장착 비용이 절감됩니다.
박막 태양광 기술은 특히 아시아 태평양 지역에서 빠르게 성장하고 있습니다. 새로운 아이디어로 인해 작업 성능이 향상되고 비용이 절감됩니다.
출력이나 긴 수명보다 무게, 모양, 가격이 더 중요한 경우에는 박막 패널이 가장 좋습니다.
박막형 태양전지판은 특수 소재를 사용해 햇빛을 받아 전기를 만든다. 제조업체는 유리, 플라스틱 또는 금속 위에 얇은 층의 광전지 재료를 놓습니다. 이 층은 일반 태양광 패널의 실리콘 웨이퍼보다 훨씬 얇습니다. 박막 모듈은 구부려져 곡면이나 가벼운 표면에 맞을 수 있습니다. 이는 지붕, 휴대용 장치 및 차량과 같은 다양한 작업에 도움이 됩니다.
다양한 유형의 박막 태양전지판이 있습니다. 일부는 비정질 실리콘을 사용합니다. 다른 사람들은 카드뮴 텔루라이드 또는 구리 인듐 갈륨 셀렌화물을 사용합니다. 각 유형에는 좋은 점과 나쁜 점이 있습니다. 대부분의 박막 태양전지판은 일반 태양전지판만큼 잘 작동하지 않습니다. 그러나 비용이 적게 들고 무게도 가볍습니다. 박막 태양광 기술을 통해 사람들은 유연하고 가벼운 디자인을 만들 수 있습니다.
박막형 태양광 패널은 일반 태양광 패널과 다릅니다. 일반 태양광 패널은 두껍고 단단한 실리콘 웨이퍼를 사용합니다. 이 패널은 무겁고 강력한 지지력이 필요합니다. 박막형 태양전지판은 얇은 층을 사용하기 때문에 더 가볍고 휘어질 수 있습니다. 이로 인해 그들은 다양한 방식과 장소에서 일하게 됩니다.
| 기능 | 박막 태양광 패널 | 기존(단결정) 태양광 패널 |
|---|---|---|
| 능률 | 최저, 최대 18%(재료에 따라 다름) | 더 높음, 일반적으로 20%+ |
| 초기 비용 | 더 낮음, 약. 와트당 $0.50 ~ $1 | 더 높은 초기 투자 |
| 수명 | 짧게는 10~20년 | 25~30년 이상 |
| 공간 요구 사항 | 효율성이 낮아 더 많은 공간 필요 | 효율성이 높기 때문에 필요한 공간이 적습니다. |
박막 태양전지판은 일반적으로 약 10~12% 효율에 도달합니다. 일부 고급 박막 모듈은 실험실에서 최대 29.1%에 도달했습니다. 실제 생활에서 박막 태양광 기술은 덥거나 어두운 곳에서 더 잘 작동합니다. 박막 패널은 뜨거워지면 전력 손실이 적습니다. 더운 날씨에는 실리콘 패널보다 1~3% 더 많은 전력을 생산할 수 있습니다. 일반 태양광 패널은 25년 후에도 90% 이상의 전력을 유지합니다. 안정적이고 햇볕이 잘 드는 장소에서 가장 잘 작동합니다.
많은 사람들이 특별한 이점을 위해 박막 태양광 패널을 선택합니다. 박막 태양광 기술은 일반 패널이 불가능한 곳에 맞는 가볍고 구부러지는 패널을 제공합니다. 박막 모듈은 제작 및 설치 비용이 저렴합니다. 전체 시스템 가격은 $2,000~$8,800입니다. 또한 제조 시 오염도 적습니다.
박막 태양전지판은 뜨겁거나 변화하는 빛에서 잘 작동합니다. 대규모 프로젝트, 곡선 장소 및 휴대용 태양광 용도에 적합합니다. 박막 태양광 패널은 더 많은 공간이 필요하며 일반 패널만큼 오래 지속되지 않을 수 있습니다. 그러나 구부러진 모양과 저렴한 가격으로 인해 많은 특수 작업에 현명한 선택이 됩니다.
팁: 최대 전력을 얻는 것보다 무게, 굽힘 또는 가격이 더 중요한 경우에는 박막 태양광 패널이 가장 좋습니다.
이미지 출처: 펙셀
박막 태양전지는 몇 가지 주요 유형으로 나뉩니다. 각 유형은 고유한 재료를 사용하며 특별한 기능을 가지고 있습니다. 가장 일반적인 유형은 비정질 실리콘, 카드뮴 텔루라이드, 구리 인듐 갈륨 셀렌화물입니다. 이러한 박막 태양전지는 사람들에게 다양한 요구에 맞는 선택권을 제공합니다.
비정질 실리콘은 가장 오래된 박막 태양전지 중 하나입니다. 제조업체는 이러한 셀에 얇은 비결정 실리콘 층을 사용합니다. 이 소재는 매우 얇아도 햇빛을 잘 흡수합니다. 비정질 실리콘 셀은 가볍고 구부러질 수 있습니다. 따라서 휴대용 장치와 곡선 장소에 적합합니다.
a-Si 박막 태양전지의 효율은 대략 5% ~ 12% . 수명은 약 15년으로 다른 유형에 비해 길지 않습니다. 이 셀은 안전하고 일반적인 재료를 만들고 사용하는 데 비용이 저렴합니다. 그러나 다른 박막 유형만큼 잘 작동하지는 않습니다. Staebler-Wronski 효과는 빛에 잠시 노출된 후 효율성을 떨어뜨립니다.
| 태양전지 유형 | 효율 범위 | 내구성/안정성 | 비용 |
|---|---|---|---|
| 비정질 실리콘 | 5-7% | 보통의 | 낮은 |
| CdTe | 16-18% | 높은 | 보통의 |
| CIGS | 15-20% | 높은 | 높은 |
참고: 비정질 실리콘 박막 태양전지는 유연하고 저렴한 용도에 가장 적합하지만 다른 유형만큼 오래 지속되지는 않습니다.
카드뮴 텔루라이드는 또 다른 일반적인 박막 태양전지입니다. CdTe 셀은 카드뮴 텔루라이드의 얇은 층을 사용하여 햇빛을 포착합니다. 이 전지는 a-Si 전지보다 더 잘 작동하며 대규모 태양광 발전소에 사용됩니다.
CdTe 박막 태양전지 는 효율성은 16~18%입니다 . 실제 제품의 일부 실험실 테스트에서는 특수 염화물 처리를 통해 21% 이상의 효율성을 보여주었습니다. 이러한 처리는 레이어가 더 잘 작동하는 데 도움이 됩니다. CdTe 세포는 강력하며 최대 25년까지 지속될 수 있습니다.
CdTe 태양전지는 가혹한 고온, 고염분 환경에서 우수한 온도 계수, 우수한 염 부식 저항성 및 현저하게 안정적인 성능을 제공합니다.
CdTe 박막 태양전지는 CIGS 전지보다 제조 비용이 저렴합니다. 생산하기가 더 쉽기 때문입니다. 그러나 카드뮴은 독성이 있으므로 안전하게 취급하고 재활용해야 합니다.
팁: CdTe 박막 태양전지는 효율적이고 제작 비용이 저렴하기 때문에 대규모 태양광 프로젝트에 적합합니다.
구리 인듐 갈륨 셀렌화물은 높은 효율성과 유연성으로 알려져 있습니다. CIGS 셀은 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄을 주요 재료로 사용합니다. 이 혼합을 통해 밴드갭을 변경할 수 있으며, 이는 밴드갭을 더욱 효율적으로 만드는 데 도움이 됩니다.
CIGS 박막 태양 전지는 도달할 수 있습니다 효율성이 20.3% ~ 22.6%입니다 . 유연한 형태와 견고한 형태 모두에서 가능한 최고 효율은 약 28%이다. 이 세포는 저조도에서도 잘 작동하며 특수 작업을 위해 가볍고 구부러지는 패널로 만들 수 있습니다.
그러나 CIGS 박막 태양전지는 제조 비용이 더 많이 든다. 희귀한 요소를 사용하고 제작하려면 까다로운 단계가 필요하기 때문입니다. CIGS 셀은 비용이 더 많이 들지만 안정성이 뛰어나 작고 가벼운 태양광 패널에 적합합니다.
| 태양전지 유형 | 경험적 효율성 범위 | 이론적 효율성 | 주요 비용 요소 및 과제 |
|---|---|---|---|
| CIGS | 20.3% ~ 22.6% | 최대 ~28% | 희귀원소 및 복잡한 제조로 인한 높은 비용 |
참고: CIGS 박막 태양전지는 효율적이고 유연하므로 고급 휴대용 태양광 제품에 적합합니다.
유기 태양광 전지는 탄소 기반 재료를 사용하여 햇빛으로부터 전기를 만듭니다. 이 셀은 구부러지는 시트에 인쇄할 수 있다는 점에서 특별합니다. OPV 패널은 가볍고 다양한 색상으로 제작할 수 있습니다. 사람들은 창문, 배낭, 심지어 옷에도 사용합니다. OPV 세포는 희미한 빛에서도 작동하며 다양한 모양과 색상으로 나타납니다. 하지만 다른 태양전지만큼 전력을 생산하지는 않습니다. 대부분의 OPV 패널은 효율성이 3~11%에 불과합니다. 또한 다른 박막 패널만큼 오래 지속되지도 않습니다. 물과 햇빛은 시간이 지남에 따라 유기 부품을 손상시킬 수 있습니다.
갈륨 비소 박막 전지는 갈륨과 비소를 함께 사용합니다. 이 세포는 매우 효율적인 것으로 알려져 있습니다. GaAs 세포는 최대 도달할 수 있습니다 효율성 47.1% . 특수 설계 및 집광 장치로 따라서 위성 및 우주 임무에 가장 적합한 선택입니다. 또한 고성능 태양광 프로젝트에도 사용됩니다. GaAs 박막 전지는 희미한 빛과 뜨거울 때 잘 작동합니다. 다른 패널의 속도가 느려지더라도 계속 전력을 공급합니다.
그러나 GaAs 박막 셀은 다른 유형보다 비용이 훨씬 더 많이 듭니다. 그것을 만드는 데 필요한 재료와 도구는 비쌉니다. 가격은 실리콘 셀보다 최대 10배 더 높을 수 있습니다. 이 때문에 사람들은 성능이 가장 중요한 특수한 작업에만 사용합니다.
열은 GaAs 광전지에도 손상을 줄 수 있습니다. 350°C로 4시간 동안 가열하면 전력이 약간 손실됩니다. 아래 표는 이 프로세스 전후의 숫자가 어떻게 변하는지 보여줍니다.
| 매개변수 | 처리 전 | 처리 후 |
|---|---|---|
| 개방전압(Voc) [mV] | 783.0 | 741.8 |
| 단락 전류(Isc) [mA] | 3.190 | 2.989 |
| MPP에서의 전압(Vmpp) [mV] | 600.5 | 480.6 |
| MPP에서의 전류(Impp) [mA] | 2.821 | 2.300 |
| MPP에서의 전력(Pmpp) [mW] | 1.694 | 1.105 |
| 채우기 비율(FF) | 0.678 | 0.274 |
참고: GaAs 박막 광전지는 효율이 가장 높지만 비용이 많이 들고 열을 좋아하지 않습니다. 이는 공간 및 특수 용도에 가장 적합합니다.
OPV와 GaAs는 모두 특수한 유형의 박막 태양광 기술입니다. OPV는 태양광 패널을 설계하고 사용하는 새로운 방법을 제공합니다. GaAs는 힘을 내고 일을 잘하는 선두주자입니다. 이러한 유형은 박막 태양광 기술이 웨어러블 장치부터 우주 여행에 이르기까지 다양한 용도로 사용될 수 있음을 보여줍니다.
박막 태양광 기술은 패널을 만드는 데 특별한 방법을 사용합니다. 이 공정은 기판이라는 베이스부터 시작됩니다. 이 베이스는 유리, 금속 또는 구부러진 플라스틱일 수 있습니다. 제조업체는 그 위에 얇은 층의 특수 재료를 추가합니다. 이러한 재료에는 카드뮴 텔루라이드, 구리 인듐 갈륨 셀레나이드 또는 비정질 실리콘이 포함됩니다. 층은 매우 얇으며 두께가 수백 나노미터에서 수 마이크론에 불과합니다. 이는 일반 태양광 패널이 사용하는 것보다 훨씬 얇습니다.
박막 태양전지를 만드는 것은 실리콘 패널을 만드는 것보다 더 쉽고 적은 자원을 사용합니다. 공장에서는 분무 열분해, 증기 증착 또는 인쇄를 사용하여 층을 추가합니다. 이러한 방법을 사용하면 비용을 절감하고 기업이 한 번에 많은 패널을 만들 수 있습니다. 새로운 발전에는 갈륨 비소 전지를 대량으로 만드는 것과 새로운 페로브스카이트 직렬 전지가 포함됩니다. 이러한 새로운 유형은 더 높은 효율성을 달성할 수 있습니다.
아래 표는 박막 태양광 패널이 어떻게 만들어지는지에 대한 중요한 사실을 제공합니다.
| 측면 | 세부 사항 |
|---|---|
| 박막층 두께 | 수백 나노미터에서 수 마이크론까지 |
| 기판 유형 | 유리, 금속, 유연한 플라스틱 |
| 공통재료 | 카드뮴 텔루라이드(CdTe), 구리 인듐 갈륨 셀렌화물(CIGS), 비정질 실리콘(a-Si) |
| 제조공정 | 결정질 실리콘 패널보다 단순하고 자원 집약적입니다. |
| 효율성 이정표 | GaAs 박막 셀 >30%(2022년), 페로브스카이트 온 실리콘 탠덤 셀 28%(2023년) |
| 시장규모(2023년) | 15,367.68백만 달러 |
| 예상 CAGR(2024~2031) | 8.20% |
| 주요 제조업체 | , First Solar, Hanergy Holding Group, MiaSolé, Solaronix |
| 환경 문제 | CdTe 독성, 인듐과 갈륨의 자원 가용성, 재활용 문제 |
| 최근 제조 발전 | GaAs 셀, 페로브스카이트 탠덤 셀, BIPV용 양면 패널 양산 |
| 시장 부문 | 상업 및 산업 옥상 설치가 지배적입니다. |
| 정부 지원 | R&D를 위한 DOE 자금 1억 2천만 달러(2021년) |
| 지역 성장 | 북미는 효율성 향상과 시장 침투로 빠르게 성장하고 있습니다. |
박막 태양광 기술은 가볍고 유연하며 넓은 면적을 덮을 수 있는 패널을 만들기 때문에 특별합니다. 새로운 재료와 이를 만드는 방법이 계속해서 나오고 있어 박막 태양광 기술은 계속해서 발전하고 있습니다.
박막 태양광 기술은 패널에 특별한 물리적 특성을 부여합니다. 이 패널은 일반 패널보다 훨씬 가볍고 얇습니다. 많은 박막 패널은 구부러지거나 휘어질 수 있습니다. 이는 곡선형 지붕이나 휴대용 물건에 적합합니다.
과학자들은 박막 패널을 확인하기 위해 다양한 테스트를 사용합니다.
X선 회절(XRD)은 층의 결정 구조와 위상을 보여줍니다.
주사전자현미경(SEM)은 필름 입자의 모양과 크기를 보여줍니다.
광학 측정을 통해 밴드 갭을 찾아내는데, 이는 재료가 햇빛을 얼마나 잘 받아들이는지 알려줍니다.
전기 테스트는 전하가 재료를 통해 얼마나 쉽게 이동하는지 측정합니다.
다음과 같은 성능 지표 전력 변환 효율(PCE) 과 캐리어 재결합률은 패널이 얼마나 잘 작동하는지를 보여줍니다.
시뮬레이션 도구는 다양한 레이어 두께와 재료를 테스트하여 설계를 개선하는 데 도움이 됩니다.
기계 학습 모델은 재료의 변화가 성능에 어떤 영향을 미칠지 예측합니다.
일부 박막 패널은 WS2 및 Cu2O와 같이 캐리어 이동성이 높은 안전한 재료를 사용합니다. 이러한 소재는 전하의 이동을 원활하게 하여 효율성을 높입니다. 밴드 구조 분석에 따르면 스파이크 모양의 밴드 굽힘과 같은 일부 설계는 에너지 손실을 낮추고 패널이 더 잘 작동하는 데 도움이 될 수 있습니다.
과학자들이 재료를 테스트하고 설계하는 새로운 방법을 찾으면서 박막 태양광 기술은 계속해서 발전하고 있습니다. 박막 패널의 특별한 물리적 특징으로 인해 많은 태양광 프로젝트에 적합한 선택이 됩니다.
박막 태양전지판은 효율 수준이 다를 수 있습니다. 패널의 재료에 따라 햇빛이 전기로 변하는 정도가 달라집니다. 갈륨비소(GaAs)와 같은 일부 박막 패널은 효율성은 25.1%입니다 . 실험실 카드뮴 텔루라이드(CdTe) 패널은 약 19.5%의 효율을 얻을 수 있습니다. 구리 인듐 갈륨 셀레나이드(CIGS) 모듈이 도달했습니다. 19.64% . 현장 테스트에서는 비정질 실리콘(a-Si) 패널은 일반적으로 효율이 약 12.3%로 낮습니다. 이 수치는 박막 패널이 특히 신소재의 경우 일반 패널과 일치할 수 있음을 보여줍니다.
| 박막 기술 | 효율 범위(%) | 테스트 조건 및 참고 사항 |
|---|---|---|
| GaAs(박막) | 25.1±0.8 | AM1.5, 1000 W/m², 25°C, FhG-ISE에서 확인됨(11/17) |
| CdTe(박막) | 19.5±1.4 | AM1.5, 1000 W/m², 25°C, NREL(9/21)에서 확인됨 |
| CIGS(CD 없음) | 19.2±0.5 | AM1.5, 1000 W/m², 25°C, AIST(1/17)에서 확인됨 |
| a-Si/nc-Si(탠덤) | 12.3±0.3 | AM1.5, 1000 W/m², 25°C, ESTI에서 확인됨(9/14) |
박막 패널이 얼마나 잘 작동하는지는 재료와 제조 방법에 따라 다릅니다. Avancis와 같은 일부 회사에서는 CIGS 모듈을 거의 20% 효율적으로 만들었습니다. 이는 박막 기술이 점점 좋아지고 있음을 보여준다.
박막 태양광 패널은 덥거나 어두운 곳에서 일반 패널보다 더 잘 작동하는 경우가 많습니다. 과학자들은 이 패널이 다양한 온도와 빛에서 어떻게 작동하는지 확인했습니다. 그들이 발견한 몇 가지 중요한 사항은 다음과 같습니다.
CZTS 및 CZTSe와 같은 Kesterite 기반 박막 태양 전지는 온도가 변하면 변화합니다.
Mo(S,Se)2와 같은 층의 두께는 열에 따라 변합니다. 이는 패널의 작동 정도를 변경합니다.
적절한 온도에서 패널을 만들면 더 나은 층을 형성하는 데 도움이 됩니다. 이는 더 높은 효율과 전압을 제공합니다.
CZTSe와 같은 일부 패널은 효율성은 12.6%입니다 . 과학자들이 층과 열을 제어할 때
박막 패널은 열과 빛을 잘 처리하므로 다른 패널의 전원이 끊기는 곳에서도 작동합니다.
패널 내부의 온도와 층을 제어하면 패널의 안정성을 유지하는 데 도움이 됩니다.
참고: 박막 태양광 패널은 날씨가 덥거나 흐린 경우에도 계속 전력을 생산합니다. 따라서 날씨가 변하는 장소에 적합합니다.
사람들은 종종 '고열에 어떻게 반응합니까?'라고 묻습니다. 박막 패널은 일반적으로 일반 실리콘 패널보다 열에 전력 손실이 적습니다. 이렇게 하면 따뜻한 곳에서 도움이 됩니다.
박막 태양광 패널의 지속 시간은 재료와 품질에 따라 다릅니다. 대부분의 박막 패널의 수명은 10~20년입니다. 이는 단결정이나 다결정 패널의 경우 25~30년 미만입니다. 사람들은 종종 '얼마나 오래 지속되나요?'라고 묻습니다. 대답은 장소와 패널이 얼마나 잘 만들어졌는지에 따라 다릅니다.
| 태양광 패널 유형 | 일반 수명(년) | 연간 열화율(%) | 성능 저하 및 취약성에 대한 참고 사항 |
|---|---|---|---|
| 박막(비정질 실리콘 포함) | 10~20 | 결정질보다 높음(정확한 비율은 지정되지 않음) | 환경 스트레스에 더 취약합니다. 수명이 짧아짐 |
| 단결정 | 25세 이상 | 0.3~0.5 | 최고의 효율성; 25년 후에도 80~92%의 효율성 유지 |
| 다결정 | 25~30 | 0.79~1.67 | 단결정보다 열화가 약간 더 빠릅니다. 비용 효율적 |
박막 패널은 결정질 패널보다 빨리 마모됩니다. 날씨나 기타 요인으로 인해 손상될 가능성이 더 높습니다. 사람들은 프로젝트에 사용할 박막 패널을 선택하기 전에 수명이 얼마나 되는지 생각해야 합니다.
카드뮴 텔루라이드(CdTe) 태양광 발전 유리 시스템 박막 태양광 유리 패널
박막 태양광 패널은 실리콘 패널보다 초기 비용이 저렴합니다. 제조업체는 더 적은 재료와 간단한 단계를 사용하므로 가격이 낮게 유지됩니다. 이 패널은 가볍고 구부러집니다. 이는 하드웨어를 설치하는 데 필요한 하드웨어와 작업이 적다는 것을 의미합니다. 많은 작업에서 자재 및 설치에 대한 총 가격이 더 낮습니다.
박막 패널 사용 더 저렴한 재료, 종종 평방 미터당 $100 미만.
전기를 만드는 부품의 비용은 평방미터당 약 5달러입니다.
전선이나 커넥터 같은 기타 부품에는 평방미터당 약 39달러가 추가됩니다.
기본 비용은 변경될 수 있지만 더 많은 패널이 만들어지면 낮아집니다.
| 비용 구성요소 | 평방미터당 비용(USD) | 참고 |
|---|---|---|
| 총 재료비 | < 100달러 | 박막 모듈의 전체 재료 비용을 나타냅니다. |
| 활성 물질 | ~$5 | 에너지 전환에 활성인 반도체 소재의 원가 |
| 비활성 물질 | ~$39 | 캡슐화제, 포텐트, 버스 바, 전선, 커넥터, 기판 등이 포함됩니다. |
| 기판 비용 | 변하기 쉬운 | 기판 비용(산화주석 코팅 유리 등)은 생산량 증가에 따라 감소할 것으로 예상 |
일반 실리콘 패널은 처음에는 더 많은 비용이 듭니다. 그들은 더 잘 작동하고 더 오래 지속됩니다. 실리콘 패널이 좋아질수록 가격 차이는 점점 줄어들고 있습니다. 박막 패널은 실리콘 패널과 동일한 전력을 만들기 위해 더 많은 패널이 필요할 수 있습니다. 이로 인해 총 시작 비용이 변경될 수 있습니다.
박막 태양전지판은 설치가 쉽습니다. 가벼워서 쉽게 옮기고 놓을 수 있습니다. 약한 지붕이라도 버틸 수 있습니다. 패널이 구부러지고 지지력이 덜 필요하기 때문에 설치자가 더 빨리 완료됩니다. 이는 작업 및 장착 부품에 대한 비용을 적게 지불한다는 것을 의미합니다.
온그리드 시스템은 그리드 링크와 유용한 규칙으로 인해 가장 일반적입니다.
독립형 시스템은 먼 곳에서는 더 어렵지만 새로운 배터리와 하이브리드 시스템이 도움이 됩니다.
박막 패널은 집, 회사, 대규모 프로젝트 등 다양한 장소에 적합합니다.
일부 시스템에는 패널, 인버터 및 마운트가 함께 제공되므로 설치가 더 쉽고 저렴합니다.
지역 규칙과 전력선은 설치가 얼마나 쉽고 저렴한지에 영향을 미칩니다.
CIGS와 같은 일부 박막 패널은 제작 비용이 더 많이 들고 특수 도구와 숙련된 인력이 필요합니다. 희귀한 재료는 비용을 증가시키고 공급을 더 어렵게 만들 수도 있습니다. 그러나 롤투롤(roll-to-roll) 제작 및 로봇과 같은 새로운 방법은 비용을 낮추고 설정을 더 쉽게 만드는 데 도움이 됩니다.
박막 태양광 패널은 특히 덥거나 햇볕이 잘 드는 장소에서 비용을 절약할 수 있습니다. 연구에 따르면 CIGS 박막 패널은 단결정 패널보다 약 7.8% 더 빠른 속도로 투자 비용을 지불하는 것으로 나타났습니다. 많은 경우에 박막 패널의 경우 비용 대비 가치와 수익이 더 높습니다.
| 경제 지표 | 박막 CIGS 패널과 단결정 패널 비교 |
|---|---|
| 회수기간 | 7.8% 감소 |
| 순현재가치(NPV) | 21% 향상 |
| 할인된 투자 수익 | 24% 증가 |
| 균등화 전기 비용(LCOE) | 0.05달러/kWh |
| 내부수익률(IRR) | 11.81% |
| 비용 대비 이점 | 1.4 |
정부 지원, 세금 감면, 현금 보상을 통해 비용을 더욱 낮추고 투자 회수 속도를 높일 수 있습니다. 박막 패널은 햇빛이 떨어져도 수익을 크게 잃지 않으므로 여러 곳에 안정적으로 사용됩니다. 기술이 향상되고 가격이 하락함에 따라 박막 태양광 패널은 비용을 절약하고 청정 에너지를 사용하는 데 좋은 선택입니다.
박막 태양광 패널은 다양한 용도에 대해 많은 장점을 가지고 있습니다. 이 패널은 가볍고 구부러질 수 있습니다. 사람들은 곡선형 지붕, 자동차 또는 소형 장치에 부착할 수 있습니다. 박막 패널은 흐리거나 뜨거울 때 잘 작동합니다. 외부가 따뜻해지면 전력이 많이 손실되지 않습니다. 이는 날씨가 변하는 장소에서 더 잘 작동하는 데 도움이 됩니다.
제조업체는 일반 패널보다 박막 패널을 만드는 데 더 적은 재료를 사용합니다. 이렇게 하면 가격이 저렴해지고 리소스도 적게 사용됩니다. 일부 박막 패널은 제작 시 환경에 더 좋습니다. 구부러지는 모양 덕분에 사람들은 건물이나 배낭 등 새로운 방식으로 사용할 수 있습니다.
박막 태양전지판은 또한 탄소 오염을 줄이는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 그리드 연결 시스템은 매년 1,787kWh를 생산하고 CO2를 837kg 줄일 수 있습니다. 25년이 넘는 기간 동안 이 시스템은 비록 다른 시스템보다 성과를 거두는 데 시간이 더 오래 걸리더라도 많은 비용과 에너지를 절약할 수 있습니다.
| 모델 | 시스템 유형 | 연간 에너지 생산량(kWh/년) | 연간 CO2 감소(kg) | 실행 비용(R$) | 회수 기간(년) | 누적 현금 흐름(25년 이상 R$) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 그리드 연결형 태양광(제로 에너지 밸런스) | 1,787 | 837 | 9,988.50 | 18.5 | 12,899.72 |
| 2 | 그리드 연결형 태양광 발전(340W 패널 2개) | 907 | 426 | 해당 없음 | 해당 없음 | 15,541.18 |
| 3 | 태양열 난방 시스템(SHS) | 1,434.6 | 90.72 | 6,267.97 | 10.92 | 19,807.19 |
팁: 경량, 굽힘 또는 특수 설계가 필요한 경우 박막 태양광 패널이 가장 적합합니다.
박막 태양광 패널에도 몇 가지 나쁜 점이 있습니다. 이 패널은 일반 실리콘 패널만큼 많은 햇빛을 전력으로 바꾸지 않습니다. 이는 같은 양의 전기를 생산하려면 더 많은 공간이 필요하다는 것을 의미합니다. 대규모 프로젝트의 경우 이는 문제가 될 수 있습니다.
박막 패널은 실리콘 패널만큼 오래 지속되지 않습니다. 대부분은 10~20년 동안 작동하지만 실리콘 패널은 25~30년 동안 지속될 수 있습니다. 페로브스카이트 전지와 같은 일부 유형은 제조 비용이 더 많이 듭니다. 높은 시작 비용으로 인해 일부 사람들은 구매를 원하지 않을 수 있습니다.
최근 뉴스는 다른 문제도 보여줍니다. 박막 패널은 효율성이 떨어지기 때문에 실리콘 패널을 능가하는 데 어려움을 겪습니다. 정부의 규칙과 까다로운 그리드 규칙으로 인해 새로운 프로젝트를 시작하기가 어려울 수 있습니다. 이러한 요인으로 인해 사람들이 박막 패널을 사용하는 속도가 느려질 수 있습니다.
박막형 태양광 패널은 실리콘 패널만큼 성능이 좋지 않기 때문에 큰 작업에는 적합하지 않습니다.
새로운 아이디어가 있어도 박막 셀이 실리콘 패널을 따라잡으려면 여전히 더 많은 노력이 필요합니다.
정부 규정 변경과 까다로운 그리드 규정으로 인해 일부 장소에서는 박막 패널을 사용하기가 어려워졌습니다.
실리콘 패널은 더 잘 작동하기 때문에 경쟁이 치열합니다.
페로브스카이트 전지와 같은 일부 박막 패널은 제조 비용이 많이 들기 때문에 사람들이 구입하기가 더 어렵습니다.
참고: 사람들은 박막 태양광 패널을 선택하기 전에 좋은 면과 나쁜 면을 모두 생각해야 합니다. 최선의 선택은 프로젝트에 필요한 것이 무엇인지, 자금이 얼마나 있는지, 사용 가능한 공간이 얼마나 되는지에 따라 달라집니다.
박막 태양전지판은 특별한 용도로 많이 사용됩니다. 그들은 가볍고 구부릴 수 있습니다. 이는 일반 패널이 들어갈 수 없는 곳에 적합하도록 도와줍니다. 사람들은 다양한 방식으로 박막 태양전지판을 사용합니다.
건물 일체형 태양광 발전(BIPV): 박막형 태양전지판은 창문, 기와, 벽의 일부가 될 수 있습니다. 이 패널은 건물이 다르게 보이지 않으면서 전력을 생산하는 데 도움이 됩니다.
휴대용 애플리케이션: 일부 배낭과 접이식 충전기는 박막 태양광 패널을 사용합니다. 캠핑객과 여행자는 어디서나 장치를 충전할 수 있습니다.
상업용 설치 : 사무실과 쇼핑몰에서는 설치가 쉽고 다양한 디자인에 적합한 박막 태양광 패널을 선택합니다.
특수 응용 분야: 박막 태양 전지판은 보트, RV, 심지어 비행기에도 전력을 공급할 수 있습니다. 솔라 임펄스 2(Solar Impulse 2) 비행기는 박막형 태양전지를 이용해 세계일주 비행을 펼쳤습니다. 유연한 패널은 곡선형 자동차와 보트에도 적합합니다.
박막 태양광 패널은 무게, 모양 또는 외관이 중요한 경우에 적합합니다. 기술이 발전함에 따라 사람들은 이를 사용하는 더 많은 방법을 찾습니다.
박막태양전지 시장은 해마다 커지고 있다. 2024년 시장 규모는 142억 9천만 달러였습니다. 전문가들은 2037년까지 398억 1천만 달러로 성장할 것으로 예상하고 있습니다. 이는 매년 8.2%씩 성장한다는 의미입니다. 아시아 태평양 지역은 이러한 성장이 가장 두드러지는 지역입니다. 2037년까지 이 지역의 규모는 183억 1천만 달러에 달할 수 있습니다.
| 속성 | 세부정보 |
|---|---|
| 시장규모(2024년) | 142억 9천만 달러 |
| 시장 규모(2037년) | 398억 1천만 달러 |
| CAGR | 8.2% |
| 선도지역(2037) | 아시아 태평양(183억 1천만 달러) |
카드뮴 텔루라이드(CdTe)는 가장 많이 사용되는 박막 태양광 패널 유형입니다. First Solar, Solar Frontier 및 MiaSole과 같은 회사가 이 분야의 선두주자입니다. 대부분의 박막형 태양전지판은 대규모 발전소나 기업용으로 사용됩니다. 이 패널 중 70% 이상이 그리드에 연결되어 있으므로 사람들은 추가 전력을 판매할 수 있습니다. 박막 태양광 패널의 가격은 와트당 약 0.3~0.8달러입니다. 이로 인해 많은 프로젝트에 적합한 선택이 됩니다.
박막 태양전지판은 곧 좋아질 것입니다. 과학자들은 더 잘 작동하고, 더 오래 지속되며, 더 저렴하게 만들고 싶어합니다. 몇 가지 새로운 아이디어는 다음과 같습니다.
직렬형 태양전지: 서로 다른 박막 재료를 혼합하여 29% 이상의 효율을 얻습니다.
페로브스카이트 기술: 페로브스카이트 박막 태양전지판은 더 잘 작동하고 비용도 더 저렴할 수 있습니다.
유연하고 가벼운 디자인: 새로운 패널은 더 많은 모양과 휴대 가능한 물건에 적합합니다.
더 나은 제조: 패널을 만드는 새로운 방법은 비용을 낮추고 더 많은 패널을 더 빠르게 만들 것입니다.
환경적 이점: 더 나은 재활용과 안전한 재료는 지구에 도움이 됩니다.
정부와 기업은 새로운 태양광 프로젝트를 돕기 위해 돈을 지출합니다. 그들은 더 많은 사람들이 태양 에너지를 사용하기를 원합니다. 이로 인해 박막형 태양전지판이 더욱 대중화될 것입니다. 사람들은 가정, 기업, 특수 직업에서 이를 사용할 것입니다.
이미지 출처: 펙셀
효율성은 태양광 패널이 햇빛을 전기로 얼마나 잘 바꾸는지를 의미합니다. 이는 박막 패널과 기존 패널 중에서 선택할 때 중요합니다. 대부분의 단결정 실리콘 패널은 14~18%의 효율성으로 작동합니다. 다결정 실리콘 패널은 효율성이 약간 떨어지며 일반적으로 13%~16%입니다. 카드뮴 텔루라이드(CdTe)와 같은 박막 패널은 최대 22.1%의 효율성을 달성할 수 있습니다. 그러나 비정질 실리콘(a-Si)과 같은 대부분의 박막 유형은 5.9%에서 9% 사이입니다. 페로브스카이트와 같은 일부 새로운 박막 패널은 실험실에서 훨씬 더 높은 효율성을 얻을 수 있습니다.
| 패널 유형 | 효율 범위(%) | 주요 성과 비고 |
|---|---|---|
| 단결정 실리콘 | 14 - 18 | 실리콘 패널 중 가장 높은 효율; 더운 날씨에 더 나은 성능; 생산 비용이 가장 많이 든다 |
| 다결정 실리콘 | 13 - 16 | 단결정보다 약간 덜 효율적입니다. 더 저렴하고 낭비가 적은 제조 |
| 카드뮴 텔루라이드(CdTe) | 최대 22.1 | 가장 널리 사용되는 박막형; 쉬운 설치; 비용 효율적; 향상된 기술 |
| 비정질 실리콘(a-Si) | 5.9 - 9 (때때로 >13) | 주로 소규모 전자제품에 사용됩니다. 낮은 효율성; 유연하고 가벼움 |
| 페로브스카이트(단일 접합) | 25.7 | 고효율; 실리콘과 적층하여 최대 29.8% 효율 달성 가능 |
| CIGS박막 | 15.6 이상 | 건물 일체형 태양광 발전에 적합합니다. 지붕 타일과 같은 다기능 응용 분야 |
박막 패널은 날씨가 따뜻해지면 전력 손실이 적기 때문에 더운 날씨에 더 잘 작동합니다. 그러나 기존 패널은 더 오래 지속되며 수년 동안 계속 잘 작동합니다. 비교해 보면, 특수 작업에는 박막 패널이 좋습니다. 실리콘 패널은 대부분의 가정과 기업에 더 많은 효율성을 제공합니다.
박막 패널과 기존 패널 중에서 선택할 때 비용도 중요합니다. 박막 패널은 재료를 덜 사용하고 단계가 간단하기 때문에 제조 비용이 더 저렴합니다. 따라서 대규모 프로젝트를 수행하거나 비용을 절약해야 할 때 좋은 선택이 됩니다. 그러나 기존 패널의 수명은 더 길어서 일반적으로 25~30년입니다. 박막 패널의 수명은 약 10~20년입니다.
Maaloufet al. 유기 광전지와 같은 새로운 박막 패널이 기존 패널보다 환경에 더 좋다는 사실을 발견했습니다.
Li et al. 유연한 박막 패널은 비용을 절감할 수 있지만 수명이 짧아 재활용이 필요하다는 것을 보여주었습니다.
Kreigeret al. 제작 과정에서 재활용하면 비용이 절감되고 환경에도 도움이 된다고 합니다.
Grantet al. 실리콘 패널의 투자 회수 시간은 위치와 시스템 설계에 따라 변한다는 사실을 발견했습니다.
대부분의 연구에서는 비용과 수명뿐만 아니라 환경과 재활용에 관해 이야기합니다. 그래도 기존 패널은 수명이 더 길지만, 박막 패널은 처음에는 비용이 더 저렴하고 재활용도 더 쉽습니다.
팁: 박막 패널은 처음에는 가격이 저렴하지만 기존 패널은 수명이 더 길고 시간이 지남에 따라 더 많은 비용을 절약할 수 있습니다.
이 두 가지 패널 유형은 무게와 공간이 다릅니다. 박막 패널은 재료를 덜 사용하므로 기존 패널보다 훨씬 가볍습니다. 이렇게 하면 약한 지붕이나 휴대 가능한 물건 위에 쉽게 놓을 수 있습니다.
박막 패널은 결정질 실리콘 패널보다 무게가 가볍습니다.
효율성이 떨어지기 때문에 동일한 전력을 생산하려면 더 많은 공간이 필요합니다.
갈륨 비소 박막 패널은 다르며 추가 공간이 필요하지 않습니다.
기존 패널은 더 무겁지만 동일한 전력을 사용하는 데 더 적은 공간이 필요합니다. 이는 지붕이 작은 장소에 더 적합합니다. 큰 지붕, 차량 또는 구부러진 표면과 같이 공간보다 무게가 더 중요한 경우에는 박막 패널이 가장 적합합니다.
참고: 가볍고 유연한 제품이 필요한 경우 박막 패널을 선택하세요. 공간이 적고 효율성이 높으면 기존 패널을 선택하십시오.
태양광 패널은 깨끗한 전기를 생산하고 오염을 줄이는 데 도움이 됩니다. 그러나 모든 태양광 패널이 환경에 대해 동일한 것은 아닙니다. 박막 패널과 실리콘 패널에는 각각 좋은 점과 나쁜 점이 있습니다.
단결정 실리콘 패널을 만드는 데는 많은 에너지가 필요합니다. 공장에서는 실리콘 웨이퍼를 가열하고 성형해야 하는데, 이는 많은 전력을 사용합니다. 이는 다른 태양광 패널보다 더 많은 탄소 배출을 발생시킵니다. 단결정 패널은 최대 40년까지 지속되며 매우 잘 작동합니다. 더 오래 지속되고 더 많은 전력을 생산하기 때문에 탄소 배출량을 더 빨리 보충합니다.
다결정 패널은 단결정 패널보다 제조에 더 적은 에너지를 사용합니다. 공정이 더 쉽기 때문에 오염이 덜 발생합니다. 이 패널은 단결정 패널만큼 오래 지속되거나 작동하지 않습니다. 하지만 시간이 지나면서 여전히 오염을 줄이는 데 도움이 됩니다.
박막 태양전지판은 제작 시 탄소 배출량이 가장 작습니다. 공장에서는 제품을 만드는 데 더 적은 에너지와 더 적은 재료를 사용합니다. 이는 박막 패널이 환경에 덜 해를 끼치면서 시작된다는 것을 의미합니다. 그러나 박막 패널에는 텔루르화카드뮴과 같은 독성 물질이 포함되어 있는 경우가 많습니다. 올바르게 취급하거나 재활용하지 않으면 지구와 사람에게 해를 끼칠 수 있습니다. 박막 패널을 안전하게 재활용하고 버리는 것은 매우 중요합니다.
과학자들은 수명주기 평가(LCA)를 사용하여 태양광 패널의 전체 영향을 확인합니다. LCA는 패널 제작부터 사용, 재활용까지 모든 단계를 살펴봅니다. 대부분의 오염은 패널 제조 과정에서 발생합니다. 특히 실리콘, 알루미늄, 구리를 얻을 때 더욱 그렇습니다. 태양광 패널은 모든 시스템에서 매년 약 1톤의 이산화탄소를 절약합니다. 이는 기후 변화에 대처하고 화석 연료의 필요성을 줄이는 데 도움이 됩니다.
움직이는 태양광 패널은 총 배출량에 약 3%만 추가합니다. 재활용하면 영향을 더욱 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 새로운 기술은 박막 및 실리콘 패널을 더욱 깨끗하고 재활용하기 쉽게 만드는 데 도움이 됩니다. 기업들이 폐기물을 보다 안전하게 처리하고 더 나은 재료를 사용하는 방법을 찾으면서 태양광 패널 시장은 계속해서 좋아지고 있습니다.
참고: 태양광 패널을 선택한다는 것은 좋은 면과 나쁜 면을 모두 고려한다는 의미입니다. 박막 패널은 제작 시 환경에 더 좋지만 안전한 취급이 필요합니다. 기존의 실리콘 패널은 처음에는 더 많은 오염을 일으키지만 더 오래 지속되고 더 잘 작동합니다.
박막 태양전지판에는 장점도 있지만 단점도 있습니다. 그들은 가볍고 쉽게 구부릴 수 있습니다. 외부가 더울 때도 잘 작동합니다. 많은 사람들이 휴대용 물건이나 특이한 모양의 건물에 사용합니다. 아래 표에는 그들이 잘하는 것과 부족한 부분이 나열되어 있습니다.
| 강점 | 한계 |
|---|---|
| 가볍고 유연함 | 효율성 저하 |
| 고온에 좋음 | 수명 단축(10~20년) |
| 비용 절감 | 일부는 희귀하거나 독성이 있는 재료를 사용합니다. |
무게, 모양 또는 가격을 고려한다면 박막 패널이 가장 좋습니다. 오랫동안 많은 전력이 필요하다면 일반 패널이 더 좋습니다.
박막 태양광 패널은 얇은 층으로 만들어집니다. 이 패널은 더 가볍고 쉽게 구부릴 수 있습니다. 사람들은 곡선 지붕과 차량에 사용합니다. 휴대용 장치에서도 작동합니다. 일반 패널은 대부분의 가정에 더 좋습니다.
대부분의 박막 태양광 패널은 10~20년 동안 지속됩니다. 지속 시간은 재료와 관리에 따라 다릅니다. 일반 실리콘 패널은 일반적으로 더 오래 지속됩니다.
박막 패널은 제조에 더 적은 에너지와 자원을 사용합니다. 카드뮴 텔루라이드와 같은 일부에는 독성 부분이 있습니다. 이것들은 주의깊은 재활용이 필요합니다. 안전한 재활용은 환경을 깨끗하게 유지하는 데 도움이 됩니다.
사람들은 건물과 차량에 박막 패널을 붙입니다. 그들은 또한 배낭과 보트에도 사용합니다. 이 패널은 일반 패널이 불가능한 곳에 적합합니다. 유연한 패널은 구부러진 물건이나 휴대 가능한 물건에 적합합니다.
박막 패널은 흐리거나 뜨거울 때 잘 작동합니다. 고열에서는 전력 손실이 적습니다. 따라서 날씨가 변하는 장소에 적합합니다.
박막 태양광 패널은 일반적으로 구매 및 설치 비용이 저렴합니다. 종류, 규모, 프로젝트에 따라 가격이 달라집니다. 사람들은 크거나 특별한 일을 위해 그들을 선택합니다.
예, 박막 태양전지판은 재활용이 가능합니다. 재활용은 유용한 재료를 되찾고 독성 부품을 매립하지 않도록 합니다. 많은 회사에서 오래된 패널을 재활용하는 데 도움을 줍니다.
박막 패널은 일반 패널만큼 전력을 생산하지 않습니다. 그것들도 오래 지속되지 않습니다. 동일한 전력을 얻으려면 더 많은 공간이 필요합니다. 일부 유형은 희귀하거나 독성이 있는 물질을 사용합니다.
팁: 박막 태양광 패널을 구입하기 전에 어떤 유형의 패널을 구입하는지, 재활용할 수 있는지 항상 확인하세요.
