건축/환경에너지

Nikkei Architecture_23.7.27 (p19)

페로브스카이트 태양전지
건축 키워드 고전

페로브스카이트라고 부르는 결정 구조의 재료를 이용한 페로브스카이트 태양전지는 가볍고 구부리기 쉽다는 특징을 갖고 있다. 빌딩 벽면이나 자동차 천장 등 지금까지 태양광 발전 설비를 둘 수 없었던 장소에도 설치할 수 있어 건축물의 에너지 소비를 실질적으로 제로로 하는 ZEB(net Zero Energy Building)화를 위한 강력한 수단으로 일약 주목받고 있다.

페로브스카이트 태양전지는 2009년 도인요코하마대학의 미야사카(宮坂) 특임교수가 개발했다. 주요 재료는 요오드와 납 화합물로, 고가의 귀금속 등을 사용할 필요가 없다. 기판이나 필름에 재료를 도포하는 것만으로 쉽게 제조할 수 있으며 인쇄 기술로 양산이 가능하다. 제조 비용은 기존의 실리콘 태양전지와 비교하면 절반 정도로 억제할 수 있다.

또한 실리콘 태양전지와 비교해 적은 빛으로도 발전할 수 있는 것이 특징이다. 아침 저녁이나 흐린 날씨에서도 실내에서도 발전이 가능하기 때문에 설치 장소의 폭이 넓어진다.

무게는 실리콘 태양전지의 약 10분의 1이므로 내하중이 작은 공장 지붕에도 둘 수 있다. 구부림, 일그러짐에도 강해 건물 벽면이나 창문에 설치해 발전하는 것도 가능하다.

도시의 고층 빌딩은 연면적에 비해 옥상이 좁아 태양광 발전 설비를 설치할 장소를 충분히 확보할 수 없다. 페로브스카이트 태양전지라면 이러한 과제를 극복할 수 있다.

-- 세키스이화학, 이르면 25년에 사업화 --
과제는 옥외에서의 내구성과 태양광을 얼마나 전기로 변환할 수 있는지를 나타내는 에너지 변환 효율이 낮다는 것이다.

현재 수명은 10년 정도로, 실리콘 태양전지의 20~30년과 비교하면 아직 짧다. 한편, 변환 효율에 대해서는 국내에서 개발에 나서고 있는 도시바나 세키스이화학공업이 15%를 달성했으며, 실리콘 태양전지의 약 20%에 육박하는 수치다.

세키스이화학공업은 25년의 사업화를 목표로 실증실험을 진행하고 있다. 23년 4월부터 NTT 데이터와 공동으로 건물 외벽에 필름형 페로브스카이트 태양전지를 설치해 발전 효율 등을 검증하고 있다.

2025년 4월에는 개정 건축물에너지절약법이 시행돼 원칙적으로 모든 신축주택/비주택에 에너지절약 기준을 의무적으로 맞춰야 한다. 도쿄도도 25년 4월, 신축주택 공급사업자에게 태양광 발전설비의 설치 의무를 부과하는 제도를 시작하는 등 규제가 강해지고 있다. 저렴한 비용으로 다양한 장소에 설치할 수 있는 페로브스카이트 태양전지의 보급을 위한 동향에, 건축실무자들도 주의를 기울일 필요가 있을 것이다.

 -- 끝 --

Copyright © 2020 [Nikkei Architecture] / Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.