소재별 바이오하이브리드 태양전지 시장 규모 및 점유율(실리콘 결정, 텔루르화 카드뮴, 비소 갈륨) 응용 - 글로벌 공급 및 수요 분석, 성장 예측, 통계 보고서 2025-2037

  • 보고서 ID: 7267
  • 발행 날짜: Mar 03, 2025
  • 보고서 형식: PDF, PPT

2025~2037년 글로벌 시장 규모, 예측 및 추세 하이라이트

바이오하이브리드 태양전지 시장 규모는 2024년에 17억 달러였으며 2037년 말에는 66억 8천만 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 예측 기간(2025~2037년) 동안 연평균 성장률(CAGR) 11.1%로 확장될 것으로 예상됩니다. 2025년 바이오하이브리드 태양전지 산업 규모는 18억9000만 달러로 평가된다.  

글로벌 바이오하이브리드 태양전지 시장은 기존 태양전지가 환경에 미치는 영향에 대한 소비자와 시장 참여자의 인식이 높아짐에 따라 눈에 띄는 성장을 경험하고 있습니다. 바이오하이브리드 태양전지는 탄소 배출을 줄여 기후변화 완화에 기여한다. 증가하는 전기 수요를 충족시키기 위한 태양광 패널 활용도 증가, 청정 에너지 솔루션에 대한 선호도 높아짐, 탄소 배출 감소, 주거용 옥상 설치 증가 등 여러 요인이 바이오하이브리드 태양전지 시장을 더욱 촉진할 것으로 예상됩니다. 국제 에너지 기구(IEA)에서는 2030년까지 태양광 발전을 사용하는 가구가 1억 가구가 되어 2022년에는 2,500만 가구를 넘어 순 제로 배출을 달성할 것으로 예상합니다.

광합성 단백질과 같은 생물학적 구성요소를 기존의 광전지 재료와 통합한 바이오하이브리드 태양전지는 에너지 변환 효율 향상, 환경 영향 감소, 생산 비용 절감 등의 이점을 제공합니다. 도시 공간이 더욱 제한되고 태양 에너지 채택이 가속화됨에 따라 바이오하이브리드 태양 전지는 특히 태양광 잠재력은 높지만 대규모 태양열 발전소를 위한 공간은 제한된 지역에서 옥상 설치를 위한 실행 가능한 대안을 제시합니다.

IEA는 가정용 옥상 태양광발전(PV) 시스템의 설치 비용이 현재 와트당 약 1달러에 도달했다고 보고했는데, 이는 매우 경쟁력 있는 가격 구조를 의미합니다. 지난 10년 동안 장비 및 설치와 관련된 비용은 80% 이상 감소했습니다. PV 시스템을 완전히 구매하는 것 외에도, 신흥 비즈니스 모델에서는 보충 유지 관리 서비스와 경우에 따라 전기 비용을 포함하는 임대 또는 임대 옵션을 제공하고 있습니다. 또한 PV로 생성된 전기를 이웃이나 기타 제3자에게 판매하는 것을 촉진하는 동시에 다양한 위치의 생산 및 소비에 대한 보상을 제공하기 위한 새로운 규제 프레임워크가 확립되었습니다.

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출처: IEA


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바이오하이브리드 태양전지 시장: 성장 동인 및 과제

성장 동력

  • 바이오하이브리드 태양전지 기술의 발전: 바이오하이브리드 태양전지의 잠재력은 유전공학, 합성생물학, 생명공학의 놀라운 발전으로 인해 혁명을 일으켰습니다. 연구진은 최첨단 생물학적 소재와 부품을 사용하여 이러한 세포를 지속적으로 개선하고 있습니다. 확장성, 안정성, 효율성. 기업과 소비자가 유연하고 효율적이며 지속 가능한 에너지원으로서 바이오하이브리드 태양전지의 잠재력을 더 많이 인식함에 따라 이러한 혁신은 시장 수요를 촉진하고 있습니다. 이러한 고려가 종합된 결과, 신재생에너지 분야에서 바이오하이브리드 태양전지 시장이 두각을 나타내고 있다.

    최근 연구자들은 광활성 레티날 함유 막 단백질인 박테리오로돕신(bR)이 단순성, 안정성 및 양자 효율성 측면에서 유망한 생체감작제 중 하나라는 사실을 발견했습니다. 현재 연구에서 그들은 하이드로퀴논/벤조퀴논(HQ/BQ) 산화환원 전해질과 다중벽 탄소 나노튜브(CNT)로 기능화된 PEDOT(폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜))로 만든 음극과 같은 저렴한 탄소 기반 구성 요소를 통합한 광양극 감응 TiO2 태양 전지에 bR 돌연변이체 D96N을 사용했습니다. SEM, TEM 및 Raman을 사용하여 음극과 광양극은 화학적 및 형태학적으로 임피던스 분광 분석(EIS), 개방 회로 전위 붕괴(VOC) 및 선형 스위프 전압전류법(LSV)을 사용하여 bR-BSC의 전기화학적 성능을 조사했습니다. 챔피언 장치는 0.16%의 전력 변환 효율(PCE), 약 24%의 충전 계수, 1.0mA/cm2의 전류 밀도(JSC) 및 -669의 VOC를 생성했습니다. mV. 광양극, 음극, 전해질에 탄소 기반 대체물을 사용하는 최초의 바이오 기반 태양전지 중 하나는 이 bR 장치입니다. 이를 통해 장치의 지속 가능성이 크게 향상될 수 있습니다.
  • PV 제품의 국제 무역 증가:  태양광 PV 제품의 무역 증가는 혁신을 주도하고 비용을 절감하며 시장 기회를 확대함으로써 바이오하이브리드 태양전지 시장의 발전을 가속화하고 있습니다. 재생에너지에 대한 수요가 증가함에 따라 광전지, 전극, 나노소재 등 태양광 부품의 대규모 생산 및 유통으로 인해 바이오하이브리드 태양전지에 사용되는 탄소 기반 요소를 비롯한 첨단 소재에 대한 접근성이 향상되었습니다. 태양광 PV 기술에 대한 투자 증가는 생분해성 및 지속 가능한 에너지 솔루션을 제공하는 박테리오로돕신 기반 바이오하이브리드 전지와 같은 대체 및 친환경 솔루션에 대한 연구를 촉진합니다.
     

    태양광 PV 제품

    2020년 거래 가치(10억 달러)

    2021년 거래 가치(10억 달러)

    2022년 거래 가치(10억 달러)

    모듈

    19.0

    32.5

    39.3

    폴리실리콘

    0.9

    2.6

    3.2

    2.2

    2.2

    3.1

    웨이퍼

    1.7

    3.4

    2.9

    출처: IEA

    IEA는 중국이 다수의 태양광발전 제품을 수출하고 있다고 밝혔다. 2021년 중국은 300억 달러 이상의 태양광 PV 수출을 했으며 이는 중국 5년 무역 흑자의 거의 7%에 해당합니다. 또한 폴리실리콘, 웨이퍼, 전지, ​​모듈 등 PV 관련 제품의 글로벌 상거래 가치는 2021년에 400억 달러 이상으로 2020년보다 70% 이상 증가했습니다.

도전과제

  • 기존 태양광과의 치열한 경쟁: 가장 큰 한계는 실리콘 기반 태양광 발전과 같은 기존 태양광 패널이 오랫동안 우위를 점했다는 것입니다. 이러한 전통적인 기술은 더 효율적이고, 더 긴 역사를 갖고 있으며, 생산 비용이 더 저렴합니다. 따라서 그들은 치열한 경쟁을 벌이고 신뢰성과 효율성 측면에서 바이오하이브리드 태양전지를 능가하는 경우가 많습니다. 바이오하이브리드 전지의 채택은 기존 태양광 기술과의 경쟁으로 인해 제한될 수 있으며, 특히 성능과 비용 효율성이 주요 우선순위인 바이오하이브리드 태양전지 시장에서는 더욱 그렇습니다.
  • 비용 효율성을 최적화하면서 생산 확대: 바이오하이브리드 태양전지 제작에 생물학적 재료와 생물을 통합하면 공정이 복잡해지고 예측 불가능해집니다. 안정적인 대규모 생산을 달성하는 것은 바이오하이브리드 세포의 상업적 생존 가능성에 필수적입니다. 이러한 규모 확대 과정의 결과로 바이오하이브리드 태양전지의 비용이 증가할 수 있으며, 이는 R&D 및 생산 인프라에 대한 대규모 투자를 필요로 합니다. 이러한 어려움은 기존 태양광 기술과의 경쟁을 물리치고 바이오하이브리드 태양전지 시장 수요를 늘리기 위해 비용 효율성, 확장성, 효율성을 해결하는 것이 얼마나 중요한지 보여줍니다. 

기준 연도

2024

예측 연도

2025-2037

연평균 성장률

11.1%

기준 연도 시장 규모(2024)

17억 달러

예측 연도 시장 규모(2037)

66억 8천만 달러

  • 북미 (미국 및 캐나다)
  • 아시아 태평양 (일본, 중국, 인도, 인도네시아, 한국, 말레이시아, 호주, 기타 아시아 태평양)
  • 유럽 (영국, 독일, 프랑스, 이탈리아, 스페인, 러시아, 북유럽, 기타 유럽)
  • 라틴 아메리카 (멕시코, 아르헨티나, 브라질, 기타 라틴 아메리카)
  • 중동 및 아프리카 (이스라엘, GCC 북아프리카, 남아프리카, 기타 중동 및 아프리카)

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바이오하이브리드 태양전지 분할

 재료(실리콘 수정, 카드뮴 텔루라이드, 갈륨 비소, 기타)

실리콘 크리스탈 부문은 2037년 말까지 바이오하이브리드 태양전지 시장 점유율 42.4% 이상을 차지할 예정입니다. 오랫동안 태양광 사업의 핵심 구성 요소는 실리콘 크리스탈이었습니다. 내구성과 잘 정립된 생산 기술로 인해 실리콘 결정은 바이오하이브리드 태양전지 시장에서 계속 중요한 역할을 하고 있습니다. 추세에 따르면 지속 가능성과 효율성을 향상시키기 위해 실리콘 기반 세포에 생물학적 요소를 추가하는 연구가 여전히 진행 중입니다. 생물학적 구성요소의 창의성과 실리콘의 신뢰성을 융합함으로써 이 하이브리드 기술은 더 나은 성능을 발휘할 수 있는 차세대 바이오하이브리드 태양전지를 생산하는 것을 목표로 합니다.

애플리케이션(배터리 저장, 태양광 조명, 상업용, 군사 및 항공우주, 기타)

배터리 저장 부문은 바이오하이브리드 태양전지 시장이며 평가 기간 동안 상당한 점유율을 차지할 준비가 되어 있습니다. 바이오하이브리드 태양전지 시장에서 산업 동향을 형성하는 두 가지 중요한 응용 분야는 태양광 조명과 배터리 저장입니다. 배터리 저장 시스템은 바이오하이브리드 태양전지와 함께 작동하여 낮 동안 생산된 추가 에너지를 밤이나 흐린 날씨에 사용할 수 있도록 저장하면서 사용이 증가했습니다. 독립형 및 원격 애플리케이션의 신뢰성을 개선하고 태양 에너지의 산발적 특성을 해결함으로써 이러한 추세에 따라 바이오하이브리드 태양전지는 다양한 설정에서 실행 가능한 옵션이 되었습니다.

글로벌 바이오하이브리드 태양전지 시장에 대한 심층 분석에는 다음과 같은 부문이 포함됩니다.

재료

  • 실리콘 크리스탈
  • 카드뮴 텔루라이드
  • 갈륨비소
  • 기타

애플리케이션

  • 배터리 저장 공간
  • 태양광 조명
  • 상업용
  • 군사 및 기타 항공우주
  • 기타 

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바이오하이브리드 태양전지 산업 - 지역 개요

북미 시장 통계

북미 바이오하이브리드 태양전지 시장은 2037년까지 36.5% 이상의 수익 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 강력한 과학 생태계와 지속 가능성에 대한 헌신이 이 지역을 정의합니다. 기업과 연구 기관은 보다 확장 가능하고 효율적인 바이오하이브리드 태양전지 기술을 만들기 위해 협력하고 있습니다. 정부가 녹색 프로젝트에 투자하고 재생 에너지원을 강조하는 것도 태양전지 사용을 촉진하는 요인입니다.

바이오하이브리드 태양전지 시장은 재생 에너지에 대한 투자 증가, 생명공학 및 나노재료에 대한 최첨단 연구, 지속 가능한 에너지 솔루션에 대한 강력한 추진으로 인해 미국에서 성장하고 있습니다. 기관의 자금 지원과 함께 청정 에너지 혁신을 지원하는 연방 및 주 차원의 정책은 바이오하이브리드 태양전지의 발전을 주도하고 있습니다. 일류 대학과 연구 센터의 존재는 효율적인 바이오하이브리드 태양광 기술, 특히 탄소 기반 구성 요소를 통합하는 기술의 개발을 가능하게 합니다. 또한 기존 태양전지에 대한 친환경 및 생분해성 대안에 대한 수요 증가는 탄소 배출량을 줄이고 에너지 독립을 달성하려는 미국의 노력과 일치하여 바이오하이브리드 태양전지 시장 성장을 더욱 촉진합니다.

또한 미국 상무부는 베트남, 말레이시아, 태국, 캄보디아에서 생산된 c-Si 패널 및 셀에 상계 관세를 적용하기 위한 예비 결정을 2024년 10월 1일 발표했습니다. 반덤핑 관세에 대한 예비 판결은 추후에 나올 것으로 예상됩니다. 관세는 0%에서 300%까지이다. 이러한 관세는 국내 제조업체를 보호하는 동시에 무역 제한을 우회하는 신흥 태양광 솔루션의 혁신을 촉진하는 것을 목표로 합니다.

또한, 태양 에너지의 광대한 잠재력과 녹색 혁신에 대한 정부 지원을 바탕으로 캐나다는 바이오하이브리드 태양 전지를 포함한 차세대 태양 에너지 기술에 투자하고 있습니다. 또한, 탄소 중립을 향한 캐나다의 노력과 화석 연료에 대한 의존도를 줄이려는 노력은 신흥 태양광 기술에 유리한 환경을 조성합니다. Natural Resources Canada는 지난 20년 동안 태양광 발전 설치 용량이 크게 증가하여 2022년에 6~452메가와트에 도달했다고 밝혔습니다. 2022년에 캐나다는 약 4,323기가와트시의 태양 에너지를 생산했는데, 이는 캐나다 평균 470,000가구 이상의 주택에 전력을 공급하기에 충분합니다. 따라서 태양광 발전의 사용이 증가하면서 시장이 크게 확대되고 있습니다.

APAC 시장 분석

아시아 태평양 지역의 바이오하이브리드 태양전지 시장은 예상 기간 동안 상당한 속도로 성장할 것으로 예상됩니다. 아시아 태평양 지역은 지속 가능한 에너지 솔루션에 대한 강력한 의지를 보여주는 일본 및 인도와 같은 국가에 특히 중점을 두고 가장 높은 비율로 확장될 것으로 예상됩니다. 이러한 최첨단 태양전지의 효율과 확장성을 높이기 위한 연구개발 노력이 바이오하이브리드 태양전지 시장에서 호황을 누리고 있다. 또한, 새로운 에너지원에 대한 필요성과 환경 지속가능성의 중요성이 이 지역에서 더욱 널리 인식되고 있습니다. 이러한 요인들이 함께 바이오하이브리드 태양전지 시장을 주도하고 아시아 태평양 지역을 이 지역 개발의 잠재적 허브로 자리매김하고 있습니다.

세계 최대의 태양 에너지 생산자이자 소비자인 중국은 효율성과 지속 가능성을 높이기 위해 바이오하이브리드 태양 전지를 포함한 차세대 태양광 기술에 막대한 투자를 하고 있습니다. 연구 개발을 위한 상당한 자금 조달과 함께 청정 에너지를 장려하는 정부 정책은 바이오하이브리드 태양광 기술의 혁신을 가속화하여 바이오하이브리드 태양전지 시장 성장을 주도했습니다. 또한 중국은 광전지 공급망에서 우위를 점하고 대규모 생산에 대한 전문 지식을 갖추고 있어 바이오하이브리드 태양전지의 상용화를 앞당길 수 있어 중국의 재생 가능 조합에 유망한 추가 제품이 될 것입니다.

또한 IEA는 2011년 이후 중국이 태양광 PV 가치 사슬을 따라 300,000개 이상의 제조 일자리를 창출했으며 새로운 PV 공급 능력에 500억 달러 이상을 투자했으며 이는 유럽보다 10배 더 많은 것이라고 강조했습니다. 현재 중국은 폴리실리콘, 잉곳, 웨이퍼, 셀, 모듈을 포함한 모든 수준의 태양광 패널 생산량의 80% 이상을 차지하고 있습니다. 전 세계 PV 수요에서 중국이 차지하는 비중은 2배 이상이다. 또한, 2017년부터 말레이시아와 베트남에 대한 중국의 투자로 인해 이들 국가는 PV 제품의 주요 수출국이 되었으며, 이는 각각 무역 흑자의 약 10%와 5%를 차지했습니다. 이러한 요인들이 모두 국내 바이오하이브리드 태양전지 시장을 촉진하고 있습니다.

국가 태양 에너지 임무에 따라 야심 찬 태양 에너지 목표를 갖고 있는 인도는 효율성과 지속 가능성을 높이기 위해 혁신적인 태양 전지에 적극적으로 투자하고 있습니다. 비용 효율적인 연구 시설, 숙련된 인력, 강력한 산학 협력이 바이오하이브리드 태양광 솔루션 개발을 지원합니다. 또한 저렴하고 친환경적인 대안에 대한 국가의 초점은 생분해성 재료를 활용하는 바이오하이브리드 태양전지와 일치합니다. 인도가 글로벌 태양광 허브로서의 입지를 강화함에 따라 태양광 PV 기술에 대한 무역과 투자가 증가하면서 바이오하이브리드 태양전지의 채택과 상용화가 더욱 가속화되고 있습니다.

또한 언론 정보국은 설치 용량이 200GW를 넘는 놀라운 성과를 거두면서 인도의 재생 에너지 경로가 중요한 이정표에 도달했다고 밝혔습니다. 이번 성과는 바이오에너지, 풍력, 태양광, 수력 등 다양한 재생 가능 자원을 활용해 지속 가능한 에너지 미래를 향한 국가의 헌신을 보여줍니다. 화석 연료에 대한 의존도를 낮추면서 에너지 생산 용량을 늘리려는 정부의 전략적 의지는 National Green Hydrogen Mission, PM-KUSUM, PM Surya Ghar, 태양광 PV 모듈을 위한 PLI 계획과 같은 적극적인 노력을 통해 입증됩니다.

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바이오하이브리드 태양전지 시장을 지배하는 기업들

    바이오하이브리드 태양전지 시장의 기업들은 제품 품질을 바탕으로 서로 경쟁합니다. 이 시장의 주요 기업은 R&D 지출, 제조 시설, 인프라 및 가치 사슬 통합 기회를 늘리는 데 집중합니다. 바이오하이브리드 태양전지 제조업체는 이러한 전술을 사용하여 증가하는 수요를 충족하고, 경쟁력을 유지하고, 최첨단 제품과 기술을 개발하고, 생산 비용을 낮추고, 고객층을 늘릴 수 있습니다.

    이 문서에서는 다음을 포함한 여러 바이오하이브리드 태양전지 회사를 소개합니다.

    • Heliatek GmbH
      • 회사 개요
      • 비즈니스 전략
      • 주요 제품 제공 사항
      • 재무 성과
      • 핵심성과지표
      • 위험 분석
      • 최근 개발
      • 지역적 입지
      • SWOT 분석 
    • 퍼스트 솔라, Inc.
    • 선파워 코퍼레이션
    • SolarWindow Technologies, Inc.
    • Oxford Photovoltaics Limited(Oxford PV)
    • 연방 과학 및 산업 연구 조직
    • 솔라로닉스 SA
    • Dyesol Limited
    • Exeger Operations AB
    • G24 Power Ltd.

In the News

  • 2024년 3월, 호주 국립 연구 기관인 CSIRO는 최첨단 인쇄형 플렉서블 태양전지 기술을 개발했습니다. 이 기술은 오늘 SpaceX의 Transporter-10 임무의 일환으로 호주 최대 민간 위성인 Optimus-1 위에서 궤도에 성공적으로 발사되었습니다. 
  • 2024년 1월, 차세대 태양광 기술의 선두주자인 Oxford PV는 세계에서 가장 효율적인 태양광 패널에 대한 신기록을 수립하여 청정 에너지 혁명의 분수령이 되었습니다. 프라운호퍼 태양 에너지 시스템 연구소와 협력하여 개발된 이 패널은 상용 모듈의 일반적인 21~23% 효율보다 훨씬 높은 25% 변환 효율이라는 기록을 달성했습니다.

저자 크레딧:   Dhruv Bhatia


  • Report ID: 7267
  • Published Date: Mar 03, 2025
  • Report Format: PDF, PPT

자주 묻는 질문 (FAQ)

2024년 기준 바이오하이브리드 태양전지 산업 규모는 17억 달러를 넘어섰다.

바이오하이브리드 태양전지 시장 규모는 예측 기간(2025~2037년) 동안 연평균 성장률(CAGR) 11.1%로 확대되어 2037년 말까지 66억 8천만 달러를 넘을 것으로 예상됩니다.

시장의 주요 업체로는 Heliatek GmbH, First Solar, Inc., SunPower Corporation, SolarWindow Technologies, Inc., Oxford Photovoltaics Limited(Oxford PV), The Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization, Solaronix SA, Dyesol Limited, Exeger Operations AB, G24 Power Ltd. 등이 있습니다.

실리콘 크리스탈 부문은 2025~2037년 동안 42.4%의 점유율/규모를 얻을 것으로 예상됩니다.

북미 바이오하이브리드 태양전지 부문은 2037년 말까지 36.5%의 점유율을 차지할 것으로 예상된다.
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