고투광 고효율 유리기판 염료감응 태양전지 기술 ETRI Technology Marketing Strategy IT R&D Global Leader [첨부 제4호] 고투광 고효율 유리기판 염료감응 태양전지 기술 ETRI Technology Marketing Strategy 박헌균 (pak@etri.re.kr) IT 부품산업기술 연구부 부품소재연구부문 ETRI OOO연구소(단, 본부)명

목 차 ---------------------------------------------- 1. 기술의 개요 목 차 ---------------------------------------------- 1. 기술의 개요 2. 기술이전 내용 및 범위 3. 경쟁기술과 비교 4. 기술의 사업성 - 활용분야 및 기대효과 5. 국내외 시장 동향 부품소재연구부문

1. 기술의 개요 유리기판 염료감응 태양전지 염료감응 태양전지의 구성 전도성 유리 표면에, 코팅하여 소결시킨 TiO2 나노입자층과 그 입자 표면에 흡착된 염료 분자로 구성된 일전극(working electrode)과, 전도성 유리기판 표면에 백금 입자등, 전자를 잘 내놓을 수 있는 촉매층을 코팅한 상대전극 , 일전극과 상대전극 사이를 채우는 전해질로 구성 일전극의 염료에 빛을 쪼여 발생한 전자가, 외부에서 일을 하고, 상대전극을 통해 전해질에 전달되어, 산화/환원반응에 의해 다시 염료분자로 되돌아오는 회로를 구성함. TiO2/염료 일전극 FTO 유리 (전도성 유리) 유효면적 백금 상대전극 전해질 부품소재연구부문

1. 기술의 개요 기술 개발의 배경 고투광, 고효율화의 필요성 “염료감응 태양전지를 이용한 그린홈 요소기술 개발 (한-UAE)” 과제 (2009.6~2011.5) 결과의 일부로서, 염료감응 태양전지를 유리창호에 적용하는 요소 기술 중 하나임. 고투광, 고효율화의 필요성 유리창호 염료감응 태양전지의 적용성 주 기판 소재가 전도성 유리로서, 반투명한 형태로 구현이 가능하므로, 기존의 colored glass window를 대체하기 용이함. 단, 유리창호로서 기능을 하려면, 어느 수준 이상의 투과율을 확보해야 하며, 태양전지의 효율은 광투과율에 반비례하므로, 서로 상충되는 이 두가지 성질 (투과율-효율)의 최적화가 필요함. 부품소재연구부문

2. 기술이전 내용 및 범위 기술이전 내용 및 범위 투과율 50% 이상, 효율 6% 이상의 유리기판 염료감응 태양전지 투과율 측정: 700nm 기준, TiO2 일전극 및 전해질이 없는, blank cell을 reference 로 하여 상대비교한 투과율 기준 효율 측정: 1Sun, Air Mass 1.5, 유효면적 0.1cm2 이상 기준. 부품소재연구부문

2. 기술이전 내용 및 범위 기술 개발 현황 기술성숙도(TRL : Technology Readiness Level) 단계 : ( 4 )단계 부품소재연구부문

3. 경쟁기술과 비교 광발전 유리창호에 필요한 요소기술. 기술의 특징 기존 경쟁기술 대비 개량된 부분 상용화 광발전 유리창에서 가장 중요한 투과율과 발전효율의 최적화 서로 상충되는 두 핵심 특성의 최적화를 통한 실용화 요소기술 기존 경쟁기술 대비 개량된 부분 기존 기술은 염료감응 광발전 유리창호 구조에 대한 시스템, 소재 기술 현 기술은 염료감응 광발전 유리창을 실수요자의 요구특성에 맞출 수 있도록 조절하는 요소 기술중 하나임. 기존 기술의 단순 개량이 아닌, 별개의 요소 기술중 하나임. 상용화 본 기술은 상용화를 위한 별개의 요소기술로서, 그 자체가 완결된 상용제품 생산을 보장하는 완결 기술은 아님. 상용화를 위해서는, 타 요소기술들의 융합이 필요함. 부품소재연구부문

4. 기술의 사업성 사업성 및 주의사항 예상 응용 제품 및 서비스 사업성 염료감응 태양전지를 이용한 태양광 발전 유리창호 또는 그 소재. 사업성 염료감응 태양전지는, 세계적으로 아직 본격적인 산업화가 이루어지지 않아, 현재 기준으로 사업성 추산이 매우 어려움. 단, 사업화가 성사될 경우, 에너지 절감형 유리창에 대한 막대한 수요가 있는, high risk, high return 사업임. (아래 SWOT 분석 표 참조) S(강점) - 유리기판소재, 기존 유리창 호환 용이 - 반투명성, 다양한 디자인 적용성 - 간단한 제조 공정 W(약점) - 실시장에서의 검증 사례 부족 상용화 완결 기술 추가 확보 필요 상대적 낮은 효율 및 내구성 O(기회) 건물의 에너지 고효율화 수요 증대 건물에서의 디자인성 요구 증대 미개척 시장 선점효과 T(위협) 세계적 태양전지 가격 인하 글로벌 경제위기 (신재생에너지 위축) 원자재 공급처의 부족 부품소재연구부문

4. 기술의 사업성 사업화 조건 기술이전 업체 조건 대면적 유리기판 염료감응 태양전지 생산 설비및 공정 추가 확보 필요 제품 목표 설정 필요. 목표에 따라 수십~수백억원대 장비비용 발생가능 상품화를 위한 개개별 요소기술 추가 확보 필요. 대면적 유리기판 전극 인쇄, 소성, 염료 흡착 및 접합 공정 효율 및 내구성 증가 및 검증(실증), 사업화시 제약 조건 개선 방안 제약 조건 개선 방안 원료 염가 수급의 어려움 양산 진행시 증대 예상 원자재 업체와의 상생 혐력 관계 구축 대면적, 대용량 제조기술 미확보 타 분야 기술 (단열창 , 대면적 디스플레이 제조 등)과의 융합, 추가개발 필요 성능, 내구성 실 검증 미비 검증 및 성능 향상 기술 개발 필요 부품소재연구부문

5. 국내외 시장 동향 국내외 염료감응 태양전지형 유리창호 본격적 시장 미형성. 아직 시험 및 홍보용 설치물 위주 호주: Dyesol 건물 창호에 부착. 전시. 일본: 도요타, 소니, 후지쿠라등 옥외 설치 및 시험 국내: 이건창호, 동진쎄미켐 창호형 prototype 개발 부품소재연구부문

감사합니다. ※ 하단의 문의처 소개후, 발표후 개별기술 상담이 가능함을 다시 한 번 안내함 www.etri.re.kr ※ 하단의 문의처 소개후, 발표후 개별기술 상담이 가능함을 다시 한 번 안내함 ♣ 연락처 : 부품소재연구부문, 박헌균 선·연 (031-299-4142, pak@etri.re.kr) ETRI OOO연구소(단, 본부)명