<p class="0" style="text-align: justify;"><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">2023</span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">년 세계에서 가장 많은 논문을 발표한 국가는 중국으로 전체의 </span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">22.83%(</span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">약 </span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">73</span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">만 편</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">)</span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">를 차지하며 미국</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">(13.5%)</span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">과 영국</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">(4.6%) </span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">등을 큰 격차로 앞질렀습니다</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">. </span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">중국은 피인용 횟수에서도 </span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">1</span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">위</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">(1,442,190</span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">회</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">)</span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">를 차지해</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">, </span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">양과 질 모두에서 선두를 유지하고 있습니다</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">. GDP </span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">상위 </span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">10</span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">개국 중 브라질을 제외한 모든 국가가 논문 발표 상위 </span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">10</span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">위 안에 들어</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">, </span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">경제규모와 논문 발표 수는 정비례 관계를 보여주고 있습니다</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">.</span></p>
<p class="0" style="text-align: justify;"><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;"> </span></p>
<p class="0" style="text-align: justify;"><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">한국은 세계 점유율 </span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">2.35%(75,325</span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">편</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">)</span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">를 기록하며 </span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">12</span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">위 자리를 유지했습니다</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">. </span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">주요국 대비 상대적 점유율은 상승하고 있어 국제 경쟁력은 강화되고 있는 것으로 분석됩니다</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">. </span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">특히 논문당 평균 피인용 횟수는 </span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">1.8</span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">회로 세계 평균</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">(1.53</span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">회</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">)</span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">을 상회하고</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">, </span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">고인용 논문 수와 비중도 꾸준히 증가하는 추세입니다</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">. </span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">상위 </span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">1% </span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">고인용 논문은 최근 </span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">10</span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">년간 </span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">463</span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">편에서 </span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">967</span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">편으로 두 배 이상 증가하였으며, 피인용 효과가 높은 다학제</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">(Multidisciplinary) </span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">및 우주과학</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">(Space Science) </span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">분야에서도 주목할 만한 성과를 보이고있습니다</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">.</span></p>
<p class="0" style="text-align: justify;"><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;"> </span></p>
<p class="0" style="text-align: justify;"><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">한국 논문은 양적 확대보다는 국제 공동연구</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">, </span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">전략 분야 집중</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">, </span><span style="font-family: 굴림; font-size: 12pt;">연구성과의 활용성을 높이는 방향으로의 지원정책과 이를 위한 선택과 집중이 필요한 시점입니다</span><span lang="EN-US" style="font-family: 굴림; letter-spacing: 0pt; font-size: 12pt;">.</span></p>[요약]
’23년 논문을 가장 많이 발표한 국가는 중국이며, 총 피인용횟수도 중국이 1위를 차지
∙ ’23년 중국의 논문 발표 수는 730,477건(점유율 22.8%)이며, 다음으로 미국 432,589건(13.5%),
영국 147,848건(4.6%), 독일 126,622건(4.0%), 인도 124,830건(3.9%) 순
※ GDP 세계 상위 10위 국가 중 브라질을 제외한 9개국이 논문 발표 수 순위 10위 이내에 포함되어 있어 경제규모와
발표 논문 수는 정비례 관계로 분석됨
∙ ’23년 총 피인용 횟수는 중국이 1,442,190회로 가장 많으며, 미국(731,103회), 영국(297,047회),
독일(242,720회), 인도(219,062회) 순
한국의 ’23년 발표 논문 수는 75,325편, 점유율은 2.35%으로 ’09년 이후 순위(12위)와 점유율을 비슷한
수준으로 유지하고 있으며, 미국 등 주요국 대비 상대적 점유율*은 증가
* 상대 국가의 논문 발표 건수를 100%로 보았을 때, 우리나라의 점유율
∙ 한국의 세계 총 논문 대비 점유율은 ’15년까지 전반적으로 증가 추세(’09년 2.39% → ’15년 2.63%)였으나,
이후 감소하여 ’17년부터는 2.30% 전후로 유지
∙ ’13년 대비 ’23년 한국의 상대적 점유율은 미국(12.5% → 17.4%), 영국(41.7% → 50.9%), 일본(64.4%
→ 88.2%) 등 대부분의 세계 10위권 국가와 비교 시 증가한 것으로 확인
한국이 발표한 논문의 피인용 횟수는 지속적으로 증가하고 있으며, 세계 평균을 넘어 그 차이가 확대되고 있는
추세임
∙ ’23년 한국 논문의 총 피인용 횟수는 135,875회, 논문 1편당 평균 피인용횟수는 1.8회로, 세계 평균
(1.53회)의 118.19% 수준임
∙ 5년 주기별 논문 1편당 피인용 횟수는 ’14년~’18년 6.5건에서 ’19~’23년 9.8건으로 꾸준히 증가하고
있으며, 세계 평균(’14년~’18년 6.1건, ’19~’23년 8.7건)과의 차이가 확대됨
한국의 상위 1% 고인용 논문수와 비중이 지속적으로 증가하고 있으며(최근 10년 국가별 순위에서 한국은
13위), 이 중 해외협력 논문 비중이 높음
∙ 한국의 최근 10년 세계 상위 1% 고인용 논문(HCP*)은 ’14년 463편에서 ’23년 967편으로 증가하였고,
전체 논문수 대비 비중도 증가 추세임(0.83% → 1.28%)
* Highly Cited Papers, HCP : 연도별 피인용횟수 세계 상위 1% 이내 논문
∙ ’14년~’23년 국가별 순위는 미국이 76,478편으로 1위, 그 뒤를 중국(65,715편), 영국(34,178편),
독일(21,100편), 호주(16,603편) 순이며 우리나라는 14위(7,614편)
∙ 상위 1% 이내 논문의 88.4%가 연구기관 간 협력에 의한 것이며, 특히 해외협력 논문 비율(73.6%)이
높은 것으로 분석됨
[ 한국의 최근 10년간 총 논문수와 연도별 Highly Cited Papers(HCP) 논문수 ]
[ 한국의 최근 10년간 연도별 Highly Cited Papers(HCP) 협력 유형별 논문 점유율 현황 ]
한국의 논문은 Clinical Medicine, Engineering, Materials Science 분야에서 다수 발간되며, 논문 1편당
피인용 횟수는 Multidisciplinary, Space Science 분야 등이 높음
∙ ’23년 한국에서 발간된 논문의 다수를 차지하고 있는 분야는 Clinical Medicine 12,806편,
Engineering 12,730편, Materials Science 9,249편 순
∙ ’19년~’23년 논문 1편당 평균 피인용 횟수는 Multidisciplinary, Space Science, Materials
Science가 높고, Economics & Business, Microbiology, Psychiatry/Psychology가 낮음
[ 최근 5년간(’19년~’23년) 표준분야별 논문 1편당 평균 피인용횟수 세계 비교 ]
목 차
1. 개요 1
2. 국가별 현황 2
3. 한국 현황 9
1. 개요
Ⅰ 1Ⅰ
1. 개요
한국과학기술기획평가원(KISTEP)은 Clarivate Analytics사의 데이터베이스인 Web of Science Core
Collection*을 활용하여 논문 현황을 분석
* SCIE(Science Citation Index Expanded), SSCI(Social Sciences Citation Index), AHCI (Arts & Humanities
Citation Index), ESCI (Emerging Source Citation Index) 등 수록
∙ 국가 간, 분야 간 비교는 Incites(National Comparisons)*를 활용하였으며, 한국 상세 분석에는
WoS(Web of Science)**를 활용
* InCites : 국가별, 분야별 논문 수와 피인용 통계 자료 산출에 활용한 데이터베이스, 22개 표준 분야, 254개 세부 분야
통계 산출에 활용
** WoS : 한국의 분야별, 기관별, 연구주체별, 학술지별, 지역별 통계 산출에 활용
∙ 논문 인용(Citation) 분석에서는 JCR(Journal Citation Reports)*을 활용
* JCR : 학술지별 질적 수준을 평가할 수 있는 IF(Impact Factor)를 제공
∙ 피인용 상위(Highly Cited Paper) 1% 논문 분석 ESI(Essential Science Indicators)* 활용
* 최근 10년간 발표된 고피인용 논문을 대상으로 한 DB로 2달에 1번씩 업데이트
이번 호에서는 KISTEP이 발표(2024.11월)한 과학기술 논문성과분석연구 보고서의 한국 결과를 중심으로
정리
유형별 국내 과학기술 성과분석 보고서 현황
∙ 국내에서는 성과 유형별로 다양한 성과분석 보고서가 존재하며, 과학기술 논문 성과 분석연구 보고서는
한국과 주요국의 논문 성과 및 피인용 현황을 중심으로 분석
성과의 유형 각 보고서별 성과분석 현황
과학적
성과
논문
∙ 과학기술 논문 성과 분석연구(KISTEP): 주요국과 한국의 논문 발표 및 피인용 현황
∙ 국가연구개발사업 성과분석(과기정통부・KISTEP): 국가연구개발사업 수행을 통해
발생한 논문 성과(논문 및 피인용 건수・비중 안내)
∙ 주요국의 피인용 상위 1% 논문 실적 비교 분석(한국연구재단): 고인용 논문 현황
기술적
성과
특허
∙ 국가연구개발사업 성과분석(과기정통부・KISTEP): 국가연구개발사업 수행을 통해
발생한 특허 출원 및 등록 성과(건수・비중 안내)
∙ 통계로 보는 특허동향(특허청): 주요국 및 한국 전체의 특허 성과 현황
∙ 정부 R&D 특허성과 조사・분석(특허청・한국특허전략개발원): 국가연구개발사업 수행을
통해 발생한 특허의 양적・질적・활용・관리 현황 분석
경제적
성과
기술료,
사업화
∙ 국가연구개발사업 성과분석(과기정통부・KISTEP): 국가연구개발사업 수행을 통해 발생한
기술료・사업화 성과(기술료 징수액・건수, 사업화 건수)
∙ 정부 R&D 특허성과 조사・분석(특허청・한국특허전략개발원): 국가연구개발사업 수행을
통해 발생한 기술이전 계약건수 및 기술료 수입 현황
2023년 한국의 과학기술논문 발표 및 피인용 현황
Ⅰ 2Ⅰ KISTEP 브리프
2. 국가별 현황
2.1. 논문 발표 현황
중국이 ’23년 730,477건으로 가장 많은 논문을 발표하여 전체 논문 중 22.83%를 차지하였으며, 다음으로
미국 432,589건(13.52%), 영국 147,848건(4.62%) 순
∙ 상위 8개 국가의 논문 발표 순위는 지난 3년간 변동이 없이 동일하게 유지
상위 20개국 중 중국, 인도, 이탈리아, 스페인, 한국, 튀르키예, 사우디아라비아 등의 국가들의 논문 점유율이
상승 추세이며, 나머지 국가들은 하락
∙ 최대 점유율 국가인 중국의 논문 점유율은 ’22년 22.06%에서 ’23년 2.83%로 0.77% 상승
<표 1> 논문 수 상위 20개국 논문 발표 추이(2021년∼2023년)
국가명
논문 수(편) 세계 점유율(%) 순위
2021년 2022년 2023년 2021년 2022년 2023년 2021년 2022년 2023년
중국 644,387 745,917 730,477 18.68 22.06 22.83 1 1 1
미국 536,027 472,982 432,589 15.17 13.93 13.52 2 2 2
영국 181,362 158,956 147,848 5.08 4.66 4.62 3 3 3
독일 152,518 136,157 126,622 4.37 4.05 3.96 4 4 4
인도 119,495 126,150 124,830 3.44 3.72 3.90 5 5 5
이탈리아 108,852 100,003 95,004 3.11 2.96 2.97 6 6 6
일본 103,604 94,840 85,410 2.98 2.82 2.67 7 7 7
캐나다 100,328 90,318 82,659 2.85 2.66 2.58 8 8 8
프랑스 96,250 85,949 79,779 2.74 2.52 2.49 10 10 9
호주 98,776 88,026 78,116 2.81 2.60 2.44 9 9 10
스페인 91,428 80,717 77,247 2.62 2.38 2.41 11 11 11
한국 84,125 78,956 75,325 2.41 2.33 2.35 12 12 12
브라질 69,599 59,268 54,361 2.00 1.75 1.70 13 13 13
튀르키예 49,626 49,058 48,823 1.43 1.45 1.53 17 16 14
네덜란드 58,058 52,109 48,536 1.65 1.54 1.52 14 14 15
사우디 아라비아 38,460 45,900 46,549 1.12 1.38 1.45 21 18 16
이란 54,113 50,069 45,304 1.57 1.47 1.42 15 15 17
러시아 50,966 47,222 43,266 1.46 1.40 1.35 16 17 18
폴란드 45,827 41,569 38,310 1.31 1.23 1.20 18 19 19
스위스 44,706 40,726 38,087 1.28 1.20 1.19 19 20 20
주1) 세계 점유율은 국가 간 공저 논문에 대한 중복 합산을 허용하여 각 국가 논문 수/각 국가의 논문 수 합으로 산출
주2) 국가별 논문 수는 게재 확정 등 여러 요인으로 매년 변경 가능
주3) 2023년 총 논문 수는 3,199,464편으로 2022년(3,383,661편)보다 감소한 이유는 SCIE, SSCI, A&HCI 등의 Master Journal List 대상 저널이 2022년 대비
2023년에는 82여 종이 감소했기 때문으로 판단
188
2. 국가별 현황
Ⅰ 3Ⅰ
GDP 세계 상위 10위 국가* 중 브라질을 제외한 9개국이 논문 발표 수 순위 10위 이내에 포함되어 있어
경제규모와 발표 논문 수는 정비례 관계로 분석됨
* 2023년 기준 미국, 중국, 독일, 일본, 인도, 영국, 프랑스, 이탈리아, 브라질, 캐나다
∙ 논문 발표 수 세계 상위 10개국의 GDP 10억 달러 당 논문 수는 호주가 44.9편으로 가장 높은 수준이며,
다음으로 영국 43.7편, 이탈리아 41.3편, 중국 41.1편, 캐나다 38.6편 순
∙ 한국의 GDP 10억 달러당 논문 수는 41.0편으로 상위 10개국과 비교하면 5위권 수준
주) GDP 출처 : IMF World Economy Outlook Database(2024. 10.)
[그림 1] 논문 발표 수 25위권 국가의 논문 발표 수와 GDP(2023년, 미국·중국 제외)
2023년 한국의 과학기술논문 발표 및 피인용 현황
Ⅰ 4Ⅰ KISTEP 브리프
연구원(FTE1)) 백 명당 논문 발표 수는 칠레가 89.45편으로 최고 수준이고, 스위스(85.61편), 남아프리카
공화국(76.46편), 루마니아(59.23편), 코스타리카(58.45편) 순
∙ 중국 24.34편(34위), 미국 28.12편(30위), 영국 50.60편(10위), 독일 25.40편(33위) 등으로 총 논문
발표 수 순위와 차이가 있음
∙ 한국은 15.36편(40위)으로, 세계 논문 발표 수 상위 10개 국가와 비교 시 프랑스(23.05편, 35위) 다음으로
낮은 수준
<표 2> 2023년 주요국의 연구원 백 명당 논문 발표수
순위 국가명 논문수 연구원
백 명당
논문 발표수
순위 국가명 논문수 연구원
백 명당
논문 발표수
1 칠레☆ 12,563 89.5 22 리투아니아 3,763 35.8
2 스위스☆ 38,087 85.6 23 스웨덴 33,545 35.8
3 남아프리카공화국☆ 18,754 76.5 24 핀란드 16,486 35.5
4 아이슬란드 1,495 65.3 25 체코 16,970 34.8
5 루마니아 12,286 59.2 26 포르투갈 21,162 33.9
6 코스타리카☆ 948 58.5 27 오스트리아 21,347 33.5
7 뉴질랜드☆ 11,260 56.2 28 벨기에 27,578 33.1
8 이탈리아 95,004 55.8 29 그리스 15,530 28.4
9 룩셈부르크 1,903 55.1 30 미국☆ 432,589 28.1
10 영국☆ 147,848 50.6 31 슬로바키아 5,292 27.4
11 노르웨이 19,822 48.3 32 폴란드 38,310 26.9
12 덴마크 24,432 45.4 33 독일 126,622 25.4
13 아일랜드 12,715 45.3 34 중국 730,477 24.3
14 스페인 77,247 44.1 35 프랑스 79,779 23.1
15 멕시코☆ 19,793 43.5 36 헝가리 10,128 22.9
16 슬로베니아 5,146 43.3 37 튀르키예 48,823 21.2
17 에스토니아 2,755 42.2 38 대만 31,037 17.7
18 캐나다☆ 82,659 41.6 39 아르헨티나 10,273 17.2
19 네덜란드 48,536 41.2 40 한국 75,325 15.4
20 라트비아 1,658 40.2 41 러시아☆ 43,266 12.3
21 싱가포르☆ 18,035 39.7 42 일본 85,410 12.2
주) 연구원 수는 OECD, Main Science and Technology Indicators 2025-03 (FTE 기준) 참조하였고, 최근 2023년 연구원 수는 2023년 연구원 수를 일괄 적용하고,
최근 (203년) 연구원 수가 없는 국가들은 그 이전 연도의 연구원 현황을 토대로 산정(국가명 뒤에 ‘☆’표시)
1) 상근상당 인력(실질 연구 참여 인력, Full Time Equivalent), 연구개발 업무에 전념하는 정도에 따라 비율 반영하여 산정
188
2. 국가별 현황
Ⅰ 5Ⅰ
논문 발표 수 상위 10개국을 대상으로 ’23년 연구원(FTE) 백명 당 논문 발표 수와 인구 만명 당 논문 발표 수를
비교하면, 한국은 각각 9위권(15.4편), 6위권(14.6편) 수준
∙ 연구원(FTE) 백명 당 논문 발표 수는 이탈리아가 55.8편으로 가장 많았으며, 다음으로 영국 50.6편,
캐나다 41.6편, 호주 41.3편 순
∙ 인구 만 명 당 논문 발표 수는 호주가 29.3편으로 가장 많았으며, 다음으로 영국 21.7편, 캐나다 20.6편,
이탈리아 16.1편 순
주 1) 연구원(FTE)과 인구 자료는 OECD의 Main Science & Technology Indicators(2025 March) 활용
주 2) 세계 상위 10개 국가 중 인도는 연구원(FTE) 정보가 존재하지 않아 제외
[그림 2] 세계 논문 발표 수 상위 10개 국가와 한국의 인구 및 연구원(FTE) 대비 논문 발표 수
2023년 한국의 과학기술논문 발표 및 피인용 현황
Ⅰ 6Ⅰ KISTEP 브리프
2.2. 논문 피인용도 현황
’23년 총 피인용 횟수는 중국이 1,442,190회로 가장 많으며, 미국(737,103회), 영국(297,047회), 독일
(242,720회), 인도(219,062회) 순으로 전년도 순위와 동일
∙ 한국은 135,875회로 11위이며, 세계 점유율은 2.23%로 전년도 순위와 동일
<표 3> 논문 피인용 횟수 상위 20개국의 피인용 횟수 추이(2021년∼2023년)
국가명
2021년 2022년 2023년
피인용 횟수(회) 순위 피인용 횟수(회) 순위 피인용 횟수(회) 순위 점유율(%)
중국 8,501,319 1 5,014,014 1 1,442,190 1 23.68
미국 6,286,787 2 2,762,670 2 737,103 2 12.10
영국 2,458,234 3 1,093,990 3 297,047 3 4.88
독일 1,850,019 4 866,163 4 242,720 4 3.99
인도 1,299,967 7 730,894 5 219,062 5 3.60
이탈리아 1,382,959 6 658,475 6 193,083 6 3.17
호주 1,407,057 5 640,878 7 175,045 7 2.87
캐나다 1,287,726 8 583,457 8 157,471 8 2.59
프랑스 1,226,296 9 528,331 9 151,286 9 2.48
스페인 1,050,865 10 498,932 10 149,022 10 2.45
한국 953,907 11 474,783 11 135,875 11 2.23
일본 944,174 12 465,405 12 127,714 12 2.10
사우디아라비아 555,827 18 360,664 14 116,093 13 1.91
네덜란드 881,795 13 385,207 13 104,595 14 1.72
스위스 666,186 14 324,502 15 90,053 15 1.48
이란 627,973 15 307,853 16 82,462 16 1.35
튀르키예 433,002 23 238,667 20 74,278 17 1.22
홍콩 457,286 21 249,197 19 72,807 18 1.20
스웨덴 561,255 17 264,489 17 71,429 19 1.17
파키스탄 367,276 27 232,625 21 69,538 20 1.14
주) 총 피인용 횟수는 각 년도 발표 논문이 2023년까지 피인용된 횟수의 누적치이며, 세계 점유율(%)은 2023년도 국가별 총 피인용 횟수의 합(6,090,388)에 대한 점유율
188
2. 국가별 현황
Ⅰ 7Ⅰ
최근 5년간(’19년∼’23년) 피인용 횟수는 중국이 33,063,170회로 가장 많고, 다음으로 미국 27,448,260회,
영국 10,121,886회, 독일 7,902,746회 순
∙ 2009년∼2013년 대비 피인용 횟수 증가율은 사우디아라비아가 1554.9%로 가장 높은 수준이며,
다음으로 파키스탄(1321.6%), 이집트(901.7%) 순
∙ 한국의 최근 5년간(’19년∼’23년) 피인용 횟수는 3,783,774회로 12위를 차지하였으며, 세계 점유율은
2.16%, ’09년∼’13년 대비 증가율은 236.5%을 기록함
<표 4> 5년 주기별 국가별 상위 20개국의 피인용 횟수 및 증가율 현황
국가명
2009년∼2013년(A) 2014년∼2018년(B) 2019년∼2023년(C)
피인용
횟수(회)
세계
점유율(%)
피인용
횟수(회)
세계
점유율(%)
피인용
횟수(회)
세계
점유율(%)
증가율
(%, A→C)
중국 3,877,823 6.57 10,757,698 11.72 33,063,170 18.88 752.62
미국 15,439,629 26.17 18,929,563 20.63 27,448,260 15.67 77.78
영국 4,363,770 7.40 6,018,915 6.56 10,121,886 5.78 131.95
독일 3,942,866 6.68 5,228,846 5.70 7,902,746 4.51 100.43
호주 1,683,916 2.85 3,031,471 3.30 5,796,589 3.31 244.23
이탈리아 2,137,802 3.62 3,157,453 3.44 5,635,007 3.22 163.59
캐나다 2,359,645 4.00 3,198,911 3.49 5,396,354 3.08 128.69
프랑스 2,630,088 4.46 3,463,606 3.77 5,056,204 2.89 92.24
인도 964,841 1.64 1,934,994 2.11 4,834,170 2.76 401.03
스페인 1,736,604 2.94 2,578,883 2.81 4,372,886 2.50 151.81
일본 2,306,791 3.91 2,695,096 2.94 4,106,956 2.34 78.04
한국 1,124,565 1.91 1,960,105 2.14 3,783,774 2.16 236.47
네덜란드 1,656,391 2.81 2,277,673 2.48 3,658,174 2.09 120.85
스위스 1,295,759 2.20 1,900,570 2.07 2,902,124 1.66 123.97
이란 358,060 0.61 907,613 0.99 2,526,717 1.44 605.67
브라질 699,400 1.19 1,245,783 1.36 2,404,013 1.37 243.73
스웨덴 955,585 1.62 1,452,948 1.58 2,385,043 1.36 149.59
벨기에 826,211 1.40 1,199,799 1.31 1,961,950 1.12 137.46
사우디아라비아 114,901 0.19 664,229 0.72 1,901,448 1.09 1554.86
홍콩 363,454 0.62 720,753 0.79 1,868,881 1.07 414.20
주) 세계 점유율(%)은 각 5년별 총 피인용횟수의 총합에 대한 점유율
2023년 한국의 과학기술논문 발표 및 피인용 현황
Ⅰ 8Ⅰ KISTEP 브리프
최근 5년 주기(’19년∼’23년) 기준 논문 1편당 평균 피인용 횟수 세계 평균은 8.66회이며, 싱가포르가
17.09회로 가장 많았으며, 다음으로 홍콩 15.32회, 스위스 14.13회 순
∙ 주요국 중에서는 영국이 12.18회로 12위, 미국이 11.05회로 24위, 중국이 10.43회로 29위, 일본이
8.64회로 43위
∙ 한국은 세계 평균보다 높은 9.80회로 집계되었으며, 순위는 35위로 ’17~’21년 33위 대비 순위가 소폭 감소
<표 5> 5년 주기별 국가별 논문 1편당 평균 피인용 횟수 추이
국가명
2017년∼2021년 2018년∼2022년 2019년∼2023년
논문 1편당 평균
피인용 횟수(회)
순위
논문 1편당 평균
피인용 횟수(회)
순위
논문 1편당 평균
피인용 횟수(회)
순위
싱가포르 14.98 1 16.37 1 17.09 1
홍콩 13.41 2 14.67 2 15.32 2
스위스 13.39 3 14.00 3 14.13 3
덴마크 12.64 4 13.56 4 13.95 4
네덜란드 12.63 5 13.34 5 13.73 5
벨기에 12.20 6 12.90 6 13.23 6
스웨덴 11.78 7 12.54 7 12.94 7
호주 11.21 10 12.24 8 12.93 8
핀란드 11.10 11 12.02 11 12.50 9
아일랜드 12.21 9 12.21 9 12.50 10
영국 10.79 12 11.73 12 12.18 12
오스트리아 11.28 9 12.05 10 12.09 13
프랑스 10.44 17 11.11 19 11.40 19
독일 10.47 16 11.11 18 11.38 20
미국 10.21 21 10.88 22 11.05 24
중국 9.26 29 10.05 28 10.43 29
한국 8.59 33 9.39 35 9.80 35
일본 7.97 38 8.44 42 8.64 43
전 세계 7.74 - 8.38 - 8.66 -
주) 순위는 논문 수 상위 50개 국가 중 논문 1편당 평균 피인용 횟수 순위
188
3. 한국 현황
Ⅰ 9Ⅰ
3. 한국 현황
3.1. 총괄
한국의 ’23년 발표 논문 수는 75,325편, 점유율은 2.35%으로 ’09년 이후 12위를 유지하고 있으며, 점유율도
비슷한 수준을 유지
∙ 논문 점유율은 ’15년까지 전반적으로 증가 추세(’09년 2.39% → ’15년 2.63%)였으나, ’17년부터는
2.30% 전후로 점유
주1) 세계 점유율은 국가 간 공저 논문에 대한 중복 합산을 허용하여 각 국가 논문 수/각 국가의 논문 수 합으로 산출
주2) 2023년 논문 수의 감소는 SCIE, SSCI, A&HCI 등의 Master Journal List 대상 저널이 2022년 대비 2023년에는 82여 종이 감소했기 때문으로 판단
[그림 3] 한국 SCI 논문 수 및 점유율 추이(2009년∼2023년)
논문 발표 건수의 절대 규모 면에서 대부분의 세계 10위권 국가(중국, 인도 제외) 대비 한국의 상대적 점유율*이
확대됨
* 상대 국가의 논문 발표 건수를 100%로 보았을 때, 우리나라의 점유율
∙ 미국 대비 상대적 점유율은 ’13년 12.5%(8.0배)에서 ’23년 17.4%(5.7배), 영국 대비 ’13년
41.7%(2.4배)에서 ’23년 50.9%(2.0배)로 확대
∙ 반면, 중국 대비 상대적 점유율은 ’13년 24.3%(4.1배)에서 ’23년 10.3%(9.7배), 인도 대비 ’13년
93.4%(1.0배)에서 ’23년 60.3%(1.6배)로 대폭 축소
2023년 한국의 과학기술논문 발표 및 피인용 현황
Ⅰ 10Ⅰ KISTEP 브리프
주) 상대 점유율은 해당국가의 논문 발표 수를 100으로 보았을 때, 한국의 논문 발표 수의 점유율
[그림 4] 세계 상위 10위권 국가 대비 한국의 상대적 점유율 비교(2013년 vs 2023년)
한국이 발표한 논문의 피인용 횟수는 지속적으로 증가하고 있으며, 세계 평균을 넘어 그 차이가 확대되는
추세임
∙ ’23년 한국 논문의 총 피인용 횟수는 135,875회, 논문 1편당 평균 피인용횟수는 1.8회로, 세계 평균
(1.53회)의 118.19% 수준임
∙ 5년 주기별 논문 1편당 피인용 횟수는 ’14년~’18년 6.5건에서 ’19~’23년 9.8건으로 꾸준히 증가하고
있으며, 세계 평균(’14년~’18년 6.1건, ’19~’23년 8.7건)과의 차이가 확대됨
∙ 전체 논문 대비 1회 이상 피인용된 논문의 비율도 ’14년~’18년 71.6%에서 ’19~’23년 78.3%로 증가하
였으며, ’07년~’11년 세계 평균을 넘어선 이후 차이가 확대되고 있음
[그림 5] 한국의 5년 주기별 논문 1편당 평균 피인용 횟수 현황
188
3. 한국 현황
Ⅰ 11Ⅰ
[그림 6] 5년 주기별 1회 이상 피인용된 논문의 비율
한국 발표 논문 중 해외협력 논문의 점유율은 공저자, 주저자 기준 모두 지속적으로 증가 추세에 있으며,
공저자 논문의 증가율이 주저자 논문 증가율보다 큰 것으로 드러남
∙ ’23년 기준 한국 발표 논문 중 1개 기관 이상 참여한 해외협력 논문 수는 전체의 37.2%인 27,767편으로,
이 중 한국이 주저자인 논문은 10,649편(38.3%)
∙ 전체논문 대비 해외협력 논문의 점유율은 ’09년 26.4%에서 ’23년 37.2%로 증가하였으며, 이중 주저자
논문의 비율은 ’09년 51.0%에서 ’23년 38.3%로 감소
상위 1% 이내의 논문(HCP*) 수와 전체 논문수 대비 비중이 지속적으로 증가하고 있으며, 최근 10년
(’14년~’23년)간 국가별 순위에서 한국은 13위로 해외협력 논문 비중이 높음
* Highly Cited Papers, HCP : 연도별 피인용횟수 세계 상위 1% 이내 논문
∙ 한국의 최근 10년간 세계 상위 1%인 고인용 논문은 ’14년 463편에서 ’23년 967편으로 증가하였고,
전체 논문수 대비 비중도 증가 추세임(0.83% → 1.28%)
∙ 최근 10년(’14~’23)간 국가별 순위는 미국이 76,478편으로 1위, 그 뒤를 중국(65,715편), 영국(34,178편),
독일(21,100편), 호주(16,603편) 순이며 우리나라는 13위(7,614편)
∙ 상위 1% 이내 논문의 89.0%가 연구기관 간 협력에 의한 것이며, 특히 해외협력 논문 비율(74.7%)이
높은 것으로 분석됨
2023년 한국의 과학기술논문 발표 및 피인용 현황
Ⅰ 12Ⅰ KISTEP 브리프
<표 6> 한국의 최근 10년(’14~’23) 연도별 Highly Cited Papers(HCP) 현황
연도 HCP 논문수 전체 논문수 HCP 논문 비중(%)
2014년 463 55,831 0.83
2015년 512 58,967 0.87
2016년 545 60,675 0.90
2017년 631 61,665 1.02
2018년 696 64,470 1.08
2019년 776 70,713 1.10
2020년 853 76,907 1.11
2021년 967 84,125 1.15
2022년 991 78,956 1.26
2023년 967 75,325 1.28
<표 7> 최근 10년(’14~’23)간 국가별 Highly Cited Papers(HCP) 순위
순위 국가명 HCP논문수 순위 국가명 HCP논문수
1 미국 76,478 11 스위스 9,419
2 중국 65,715 12 일본 8,947
3 영국 34,178 13 인도 8,440
4 독일 21,100 14 한국 7,614
5 호주 16,603 15 스웨덴 6,927
6 캐나다 15,197 16 벨기에 6,071
7 프랑스 13,876 17 덴마크 5,385
8 이탈리아 13,620 18 사우디아라비아 5,272
9 네덜란드 11,569 19 홍콩 5,271
10 스페인 11,045 20 싱가포르 5,090
* 영국은 England, Scotland, Wales, North Ireland의 합으로 산정
[그림 7] 한국의 최근 10년간 연도별 Highly Cited Papers(HCP) 협력별 논문 점유율 현황
188
3. 한국 현황
Ⅰ 13Ⅰ
3.2. 분야별 현황
22개 표준분야에서 ’23년 한국이 발표한 논문 수가 세계 상위 10위권에 드는 분야는 8개
∙ Materials Science(4위)와 Engineering(5위) 분야의 순위가 상대적으로 높으며, 22개 주제분야 모두
20위권 이내에 포함
∙ ’22년 대비 순위가 상승한 분야*는 7개, 하락한 분야**는 4개, 동일한 분야는 11개
* Agricultural Sciences(3위 ↑), Multidisciplinary(2위 ↑), Psychiatry/Psychology(2위 ↑) 등
** Environment/Ecology(2위 ↓), Space Science(2위 ↓) 등
논문 수 점유율이 전세계 3% 이상을 차지하고 있는 분야는 12개, 5% 이상은 1개
∙ Materials Science 분야의 점유율이 5.58%로 상대적으로 높은 반면, Psychiatry/ Psychology(2.12%)와
Social Sciences, general(2.00%)는 상대적으로 낮은 수준
<표 8> 2023년 표준분야별 세계 전체 대비 한국의 논문수 비율
분야명
한국
논문 수(편)
논문 수 순위 세계 총 논문 수(편) 점유율(%)
2022년 2023년 2023년 2023년
Agricultural Sciences 2,317 10 7 70,070 3.31
Biology & Biochemistry 2,931 10 10 85,883 3.41
Chemistry 8,385 7 7 227,958 3.68
Clinical Medicine 12,806 11 11 364,474 3.51
Computer Science 2,602 7 7 69,794 3.73
Economics & Business 1,352 12 12 42,655 3.17
Engineering 12,730 5 5 285,619 4.46
Environment/Ecology 2,701 11 13 106,885 2.53
Geosciences 1,418 16 15 69,862 2.03
Immunology 726 16 15 32,192 2.26
Materials Science 9,249 4 4 165,887 5.58
Mathematics 1,640 15 13 56,227 2.92
Microbiology 1,024 12 12 30,977 3.31
Molecular Biology & Genetics 1,220 11 12 45,605 2.68
Multidisciplinary 101 14 12 3,417 2.96
Neuroscience & Behavior 1,356 14 13 52,526 2.58
Pharmacology & Toxicology 1,841 9 10 59,212 3.11
Physics 3,557 10 10 108,593 3.28
Plant & Animal Science 2,340 14 15 91,310 2.56
Psychiatry/Psychology 1,221 14 12 57,686 2.12
Social Sciences, general 2,689 15 15 134,386 2.00
Space Science 569 17 19 17,333 3.28
2023년 한국의 과학기술논문 발표 및 피인용 현황
Ⅰ 14Ⅰ KISTEP 브리프
5년 주기별 표준분야별 한국 논문 1편당 평균 피인용 횟수가 세계 평균보다 높은 분야는 14개, 낮은 분야는
8개이며, ’09년~’13년 대비 다수의 분야에서 높은 성장률을 보임
∙ ’19년~’23년 세계 평균보다 높은 분야는 Multidisciplinary(한국 17.31, 세계 12.26), Space
Science(한국 15.59, 세계 10.55), Materials Science(한국 14.17, 세계 12.89)
∙ 상대적으로 낮은 분야는 Microbiology(한국 8.21, 세계 10.32), Molecular Biology & Genetics
(한국 12.73, 세계 14.06)
∙ ’09년~’13년 대비 ’19년~’23년에 높은 향상을 보인 분야는 Computer Science(2.63→9.86 /
274.41%), Agricultural Sciences(2.83→8.08/ 185.64%), Engineering(3.06→8.73 / 185.34%) 등
9개 분야로 100% 이상의 증가율을 보이고 있음
<표 9> 5년 주기별 표준분야별 한국의 논문 1편당 피인용 횟수 추이
분야명
2009~2013년 2014~2018년 2019~2023년
한국 세계 한국 세계 한국 세계
Agricultural Sciences 2.83 3.73 4.20 4.78 8.08 8.56
Biology & Biochemistry 6.04 8.17 7.23 8.24 12.66 11.00
Chemistry 6.61 6.77 8.63 8.32 11.75 10.64
Clinical Medicine 4.56 6.13 6.01 6.41 8.84 8.13
Computer Science 2.63 3.78 5.06 6.19 9.86 9.21
Economics & Business 2.17 3.33 2.76 4.05 6.07 7.69
Engineering 3.06 3.85 4.74 5.74 8.73 9.33
Environment/Ecology 5.27 5.89 6.50 6.87 10.86 10.26
Geosciences 5.02 5.55 5.80 6.41 8.97 8.34
Immunology 6.67 9.61 7.39 9.12 11.51 12.23
Materials Science 6.13 6.14 9.53 8.89 14.17 12.89
Mathematics 2.13 2.11 2.21 2.29 3.22 3.21
Microbiology 4.57 7.49 5.00 7.66 8.21 10.32
Molecular Biology &
Genetics
8.36 12.19 9.88 10.92 12.73 14.06
Multidisciplinary 6.57 7.09 9.59 7.84 17.31 12.26
Neuroscience & Behavior 5.86 8.63 6.66 8.52 10.34 9.68
Pharmacology & Toxicology 5.34 6.15 6.01 6.35 8.93 8.71
Physics 5.61 5.78 7.50 6.56 9.47 7.85
Plant & Animal Science 4.14 4.23 4.27 4.55 6.19 6.13
Psychiatry/Psychology 3.95 5.25 4.39 5.50 6.07 7.29
Social Sciences, general 2.54 3.04 3.31 3.65 5.55 5.66
Space Science 9.78 10.06 10.42 9.97 15.59 10.55
188
3. 한국 현황
Ⅰ 15Ⅰ
[그림 8] 최근 5년간(’19년~’23년) 표준분야별 논문 1편당 평균 피인용횟수 세계 비교
[그림 9] 5년 주기별 한국의 표준분야별 논문 1편당 평균 피인용횟수 분포도
2023년 한국의 과학기술논문 발표 및 피인용 현황
Ⅰ 16Ⅰ KISTEP 브리프
최근 10년간(’14년~’23년) 해외협력 논문은 Engineering, Material Science 분야에서 다수 발표되었으나,
분야 내 점유율이 높은 분야(Space Science, Geosciences 등)와 논문 1편당 평균 피인용횟수
(Multidisciplinary, Clinical Medicine 등)가 높은 분야는 상이하게 나타남
∙ 해외협력 논문수는 Engineering 분야가 25,521편, Materials Science 23,875편, Chemistry
20,752편, Clinical Medicine 20,698편, Physics 17,078편 순
∙ 논문 1편당 평균 피인용횟수는 Multidisciplinary 53.37회, Clinical Medicine 46.95회, Molecular
Biology & Genetics 40.52회, Neuroscience & Behavior 34.42회, Environment/Ecology 33.52회 순
∙해당 분야 내 점유율은 Space Science(83.52%), Geosciences(56.95%), Economics & Business(51.65%),
Mathematics(49.38%), Environment/Ecology(45.94%) 분야에서 높은 것으로 나타남
[그림 10] 최근 10년간(’14~’23) 표준분야별 논문 1편당 평균 피인용횟수
188
3. 한국 현황
Ⅰ 17Ⅰ
<표 10> 최근 10년(’14년~’23년) 간 표준분야별 해외협력 논문 발표 현황
분야명 해외협력 논문수 피인용횟수
논문 1편당
평균 피인용횟수
해당 분야 내
논문수 점유율(%)
Agricultural Sciences 4,158 83,218 20.01 26.80
Biology & Biochemistry 7,524 243,870 32.41 31.41
Chemistry 20,752 626,163 30.17 34.48
Clinical Medicine 20,698 971,813 46.95 19.86
Computer Science 8,753 208,521 23.82 40.29
Economics & Business 4,796 86,308 18.00 51.65
Engineering 25,521 560,495 21.96 31.18
Environment/Ecology 7,128 238,928 33.52 45.94
Geosciences 4,735 104,772 22.13 56.95
Immunology 1,940 58,417 30.11 32.95
Materials Science 23,875 790,751 33.12 34.68
Mathematics 5,619 42,855 7.63 49.38
Microbiology 2,167 50,673 23.38 27.44
Molecular Biology & Genetics 3,964 160,614 40.52 35.61
Multidisciplinary 8,448 450,904 53.37 34.83
Neuroscience & Behavior 3,826 131,695 34.42 31.30
Pharmacology & Toxicology 3,980 84,722 21.29 26.18
Physics 17,078 398,515 23.33 44.93
Plant & Animal Science 5,917 97,266 16.44 37.73
Psychiatry/Psychology 3,276 61,344 18.73 41.52
Social Sciences, general 7,580 132,311 17.46 42.95
Space Science 4,319 120,578 27.92 83.52
2023년 한국의 과학기술논문 발표 및 피인용 현황
Ⅰ 18Ⅰ KISTEP 브리프
3.3. 기관별·지역별 현황
한국의 ’23년 논문 발표 기관은 4,570개, 논문을 발표한 학술지 종류는 6,996개
∙ 논문 발표 기관 수는 ’09년 이후 지속적으로 증가 추세로 ’09년 1,810개 기관에서 ’23년 4,570개 기관으로
약 2.5배 증가
[그림 11] 한국의 논문 게재 학술지 종 수 및 논문 발표 기관 수 추이
’23년 지역별 논문 수는 주저자 기준으로 서울특별시 22,506편(39.16%), 경기도 7,756편(13.49%),
대전광역시 4,967편(8.64%) 순이며, 공저자 기준 순위도 동일
∙ 전체 논문수 대비 점유율은 공저자 기준으로 서울특별시가 50.83%로 가장 높고, 경기도(22.93%), 대전광
역시(13.57%)의 순이며, 주저자 기준도 서울특별시(39.16%), 경기도(13.49%), 대전광역시(8.64%)의 순
∙ ’19년~’23년 지역별 논문 수는 서울특별시(189,352편), 경기도(83,014편), 대전광역시(52,762편),
부산광역시(28,319편), 경상북도(27,516편) 순
∙ ’14년~’18년 대비 논문 수 증가율은 세종특별자치시가 81.39%로 가장 높은 증가율을 보이고 있으며,
광주광역시와 대전광역시는 각각 19.92%와 12.47%로 낮은 증가율을 보임
188
3. 한국 현황
Ⅰ 19Ⅰ
<표 11> 한국 지역별 논문 발표 수(2023년)
지역
주저자 기준 공저자 기준
논문 수(편) 점유율(%) 논문 수(편) 점유율(%)
서울특별시 22,506 39.16 37,920 50.83
경기도 7,756 13.49 17,107 22.93
대전광역시 4,967 8.64 10,122 13.57
부산광역시 2,856 4.97 5,622 7.54
경상북도 2,712 4.72 6,213 8.33
대구광역시 2,253 3.92 4,660 6.25
광주광역시 1,944 3.38 3,742 5.02
인천광역시 1,868 3.25 4,438 5.95
강원특별자치도 1,832 3.19 4,216 5.65
전북특별자치도 1,796 3.12 3,777 5.06
경상남도 1,749 3.04 3,802 5.10
충청남도 1,370 2.38 3,115 4.18
충청북도 1,284 2.23 3,039 4.07
울산광역시 1,150 2.00 2,307 3.09
전라남도 596 1.04 1,552 2.08
제주특별자치도 437 0.76 1,057 1.42
세종특별자치시 344 0.60 862 1.16
지역미상 57 0.10 160 0.21
주) 점유율은 한국 발표 논문(주저자 기준 57,477편, 공저자 기준 74,596편)에 대한 점유율이며, 지역 구분은 저자 소속기관 기준
’23년 기관별 논문 발표는 서울대학교가 공저자 기준 8,466편, 주저자 기준 4,075편으로 가장 많은 논문을
발표하였으며, 논문수 상위 30개 기관 중 대학이 28개 기관, 출연연구소와 병원이 각각 1개 기관으로 대학
위주의 논문 발표가 이루어지고 있음
∙ 최근 10년간(’14년~’23년) 논문 수 상위 30위 기관 중 서울대학교가 공저자 기준 81,857편, 주저자 기준
42,437편으로 가장 많은 논문을 발표하였으며, 공저자 기준 상위 30개 기관 중 대학이 28개 기관, 출연연
구소와 병원이 각각 1개 기관을 차지
∙ ’14년~’18년 대비 최근 5년(’19년~’23년)의 연구 기관별 논문 수 증가율(%)은 세종대학교가 125.83%로
가장 높은 증가율을 보이고 있으며, 가천대학교, 충북대학교, 영남대학교, UST, 경상국립대학교 순으로
6개 기관이 40% 이상의 증가율을 보이고 있음
2023년 한국의 과학기술논문 발표 및 피인용 현황
Ⅰ 20Ⅰ KISTEP 브리프
<표 12> 2023년 연구기관별 논문 발표수 상위 30위 현황 (전체)
공저자 기준 주저자 기준 교신저자 기준
순위 연구기관 논문수 순위 연구기관 논문수 순위 연구기관 논문수
1 서울대학교 8,466 1 서울대학교 4,075 1 서울대학교 5,238
2 연세대학교 6,670 2 연세대학교 3,038 2 연세대학교 4,036
3 성균관대학교 5,468 3 성균관대학교 2,496 3 성균관대학교 3,438
4 고려대학교 5,211 4 고려대학교 2,383 4 고려대학교 3,121
5 한양대학교 3,574 5 한양대학교 1,678 5 한양대학교 2,261
6 경희대학교 3,369 6 카이스트 1,651 6 경희대학교 2,042
7 경북대학교 2,919 7 경희대학교 1,411 7 카이스트 1,965
8 부산대학교 2,829 8 부산대학교 1,410 8 부산대학교 1,785
9 카이스트 2,798 9 경북대학교 1,383 9 경북대학교 1,765
10 중앙대학교 2,421 10 중앙대학교 1,309 10 영남대학교 1,740
11 영남대학교 2,393 11 가톨릭대학교 1,114 11 중앙대학교 1,549
12 울산대학교 2,352 12 울산대학교 1,081 12 울산대학교 1,440
13 전남대학교 2,258 13 전남대학교 1,047 13 전남대학교 1,335
14 충남대학교 2,147 14 전북대학교 963 14 충남대학교 1,335
15 가톨릭대학교 2,094 15 충남대학교 949 15 가톨릭대학교 1,293
16 전북대학교 2,010 16 영남대학교 914 16 전북대학교 1,258
17 세종대학교 1,971 17 포스텍 901 17 가천대학교 1,222
18 포스텍 1,893 18 가천대학교 883 18 포스텍 1,170
19 가천대학교 1,833 19 건국대학교 811 19 세종대학교 1,060
20 UST 1,728 20 동국대학교 789 20 건국대학교 1,012
21 이화여자대학교 1,688 21 인하대학교 718 21 이화여자대학교 953
22 건국대학교 1,591 22 이화여자대학교 700 22 동국대학교 931
23 동국대학교 1,503 23 세종대학교 699 23 인하대학교 896
24 인하대학교 1,497 24 강원대학교 698 24 강원대학교 883
25 충북대학교 1,477 25 경상국립대학교 664 25 경상국립대학교 870
26 서울대학교병원 1,460 26 충북대학교 656 26 충북대학교 864
27 경상국립대학교 1,441 27 아주대학교 620 27 UST 826
28 한국과학기술연구원 1,409 28 울산과학기술원 605 28 아주대학교 813
29 강원대학교 1,397 29 부경대학교 580 29 한국과학기술연구원 780
30 아주대학교 1,308 30 한국과학기술연구원 523 30 부경대학교 775
188
|저자소개|
변영호 선임전문관리원
한국과학기술기획평가원 혁신정보분석센터
E-mail : yhbyun@kistep.re.kr 전화 : 043-750-2524
※ 본 KISTEP 브리프의 내용은 필자의 개인적 견해이며, 기관의 공식적인 의견이 아님을 밝힙니다.
|
<p style="text-align: justify;"><span style="font-size: 12pt;">AI 데이터센터로 인한 전력 수요 급증, 이베리아 반도 대정전 사태 등으로 재생에너지, 특히 태양광 발전에 대한 관심이 뜨겁습니다. </span></p>
<p style="text-align: justify;"><span style="font-size: 12pt;">태양광 발전은 2050년 전체 전력의 40%를 충당한 것으로 전망되지만, 현재 시장을 주도하고 있는 실리콘 태양전지의 한계효율 도달, 중국의 독점 등으로 차세대 태양전지가 필요합니다. </span></p>
<p style="text-align: justify;"><span style="font-size: 12pt;"><br></span></p>
<p style="text-align: justify;"><span style="font-size: 12pt;">KISTEP 브리프에서는 고효율, 저비용으로 차세대 태양전지로 주목받는 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지 기술의 동향을 점검하고, 정책적 시사점을 도출했습니다. </span></p>Contents
제1장 개요 ························································· 1
제2장 기술동향 ·················································· 6
제3장 산업동향 ················································ 18
제4장 정책동향 ················································ 25
제5장 R&D 투자동향 ······································ 33
제6장 결론 ······················································· 43
KISTEP 브리프 | 2025-185호 탠덤 태양전지
제1장 개요
1
제1장 개요
1.1. 작성 배경
전력 부문 탈탄소화는 산업, 수송, 건물 등 전 부문 탄소중립 실현의 선결조건
이며, 이를 위해 각국은 태양광 중심으로 무탄소 전력 활용・보급을 적극적
으로 확대하는 추세
※ 전력 부문은 현재 온실가스 최다 배출 부문이며, 전기화, AI 및 데이터센터 확대 등에 따라 전력
수요는 앞으로 급격하게 증가할 것으로 전망됨
l IEA(2024)1)에 따르면, 전 세계 재생에너지 설비는 2023년에 560GW 증설(전년대비
60% 증가)되었으며 2024년에는 670GW 이상 증설된 것으로 추정됨
*태양광, 풍력, 원자력 등 청정에너지원 보급이 확대되지 않았다면, 2019년 대비 2023년 탄소
배출량 증가율은 지금보다 3배 더 높았을 것으로 분석됨2)
l 특히, 2023년 전 세계 태양광 누적 설치용량은 1,610GW로 2010년 대비 약 40배 확대
되었으며, 태양광 발전량도 지속 확대되어 전체 발전량의 약 5.4%를 상회
l 글로벌 태양광 보급 확대 정책, 패널 생산설비 용량 지속 확대, 태양광 발전단가 하락 등에
따라 2050년에는 약 40%의 전력을 태양광이 충당할 것으로 전망됨
*2050년 태양광 발전비중 전망(IEA) : 36.9%(STEPS), 41.1%(APS), 42.5%(NZE)
출처 : IEA(2024), World Energy Outlook 2024
[그림 1] 전 세계 에너지원별 발전량 전망(시나리오)
1) IEA(2024), World Energy Outlook 2024
2) IEA(2024), CO2 Emissions in 2023
2
탠덤 태양전지
현 시장주도 기술인 실리콘 태양전지의 이론적 한계효율 도달, 중국 기업 글로벌
밸류체인 독점화 등에 따라 태양광 산업 지속 성장 및 시장 패러다임 변화를
위해 차세대 태양전지 기술 필요성 증대
l 현 태양광 시장은 1980년대 상용화된 결정질 실리콘(c-Si) 태양전지가 여전히 주도하고
있으나, 결정질 실리콘 태양전지의 한계효율(29.4%) 근접에 따라 추가적인 성능 향상과
발전 단가 저감이 어려운 상황
※ 최고 효율(NREL 인증 기준) : 셀 27.6%, 모듈 25.4%; 시장 제품(모듈) 효율 : 22~24%
l 중국의 실리콘 태양광 시장 과점*에 따라, 주요국의 태양광 산업 복원 및 글로벌 생태계
전환을 위한 차세대 태양전지 기술 선점 경쟁 본격화
*중국 태양광 모듈 생산용량(2023년 기준)은 944GW로 글로벌 생산용량(1,155GW)의 81.7%
차지(IEA, 2024)
*중국의 글로벌 밸류체인별 점유율(2023년 생산량 기준, IEA-PVPS) : 폴리실리콘 91.5%, 웨이퍼
97.9%, 셀 91.8%, 모듈 84.6%
* Hist. : historical value; R. : forecast; RoW : rest of world
출처 : IEA(2024), Renewables 2024
[그림 2] 글로벌 태양광 밸류체인별 (a) 생산용량 및 설치용량, (b) 시장점유율(본사 위치 기준)
탠덤 태양전지*는 최대 44%의 잠재효율을 갖는 초고효율 태양전지로, 각국의
태양광 보급 정책목표 달성과 글로벌 태양광 시장 주도권 확보를 동시에 충족
시킬 게임체인저 기술
*흡수하는 파장 범위가 다른 2개 이상의 태양전지를 적층(탠덤화)하여 성능을 극대화한 다중접합
태양전지
l 다중접합(탠덤) 태양전지는 동일면적에서 더 넓은 태양광 스펙트럼을 활용하여 더 많은 전력을
생산하기 때문에, 태양광 발전 설비 설치면적 축소*, 발전단가 저감 등이 가능함
*현 실리콘 태양전지 대비 약 30%의 설치면적 축소 가능(각 전지의 이론 한계효율 기준)
제1장 개요
3
l 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지 인증 효율(34.85%)이 이미 기존 단일접합 태양전지
이론 한계효율*을 크게 넘은 것을 감안했을 때, 탠덤 태양전지는 장기 미래기술이 아닌 수년
내 상용화가 가능한 가시적 혁신 기술
*페로브스카이트 태양전지(약 26%), 실리콘 태양전지(약 29%)
※ MIT Tech. Rev.에서는 2024년 10대 혁신기술 중 하나로 초고효율(탠덤) 태양전지를 선정
우리나라는 페로브스카이트 태양전지 기술 및 실리콘 태양광 산업 역량을
동시에 보유하고 있어, 탠덤 태양전지 기술 선도 및 시장 주도권 확보에 대한
높은 잠재력을 갖추고 있음
l 페로브스카이트 태양전지의 경우, 성균관대, 한국화학연구원 등을 중심으로 원천기술을 확보
하고 있으며, 학계 및 연구계 전반적으로 주요국 대비 높은 기술 수준을 나타내고 있음
l 실리콘 태양광 산업의 경우, 한화큐셀, HD현대에너지솔루션 등을 중심으로 글로벌 산업
경쟁력을 유지하고 있음
탠덤 태양전지 기술 선점을 통해 전환 부문 국가 NDC 달성*을 효과적으로
지원하고 태양광 산업 글로벌 경쟁력을 보다 확대할 필요
*전환 부문 감축 목표 : (’18년)269.6백만 톤 → (’30년)145.9백만 톤(△45.9%)
l 우리나라에 있어 탠덤 태양전지 기술은 국토 면적의 제약, 설치 입지 부족, 높은 발전단가 등
기존 태양광 보급의 한계를 극복할 수 있는 대안이며, 국가 재생에너지 보급 목표* 달성에
실질적으로 기여할 수 있는 효과적 수단임
*제11차 전력수급기본계획(’25.02.)에 따르면 우리나라 태양광 설비용량은 23.9GW(2023년)
에서 55.7GW(2030년)로 확대해야 하는 상황이나, 기존 실리콘 태양전지만으로는 보급 목표
달성에 어려움이 있음
l 실리콘 태양광 시장의 고효율 모듈 수요 확대에 따라, 우리나라 기업에게 탠덤 태양전지
상용 기술 확보 및 양산 체제 적기 전환이 주요 과제로 부상하고 있음
본 브리프에서는 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지 기술 관련 국내외
동향을 살펴보고 우리나라의 탠덤 태양전지 기술 및 산업 선도를 위한 시사점을
도출하고자 함
4
탠덤 태양전지
1.2. 기술의 정의 및 범위
(정의) 단일 접합 태양전지의 성능 한계를 극복하기 위해, 흡수하는 파장 범위가
다른 2개 이상의 태양전지를 적층(탠덤화)하여 성능을 극대화한 다중접합 태양
전지(모듈 기술 포함)
(분류) 각 태양전지를 구성하는 광활성층 소재* 종류에 따라 페로브스카이트-
실리콘(페로브-Si) 탠덤 태양전지, 페로브스카이트-박막(페로브-박막) 탠덤
태양전지 등으로 구분
*실리콘(Silicon), 유기물(Polymer, Small molecule), 페로브스카이트(Perovskite), CIGS(Cu(In,Ga)Se2) 등
※ 본 브리프에서는 상용화에 근접한 페로브-Si 탠덤 태양전지 동향 분석에 집중함
[그림 3] 탠덤 태양전지(페로브-Si) 모식도
l (페로브-Si) 상부셀(단파장 흡수)은 페로브스카이트* 태양전지, 하부셀(장파장 흡수)은 실
리콘 태양전지가 사용되는 적층형 고효율 태양전지
*ABX3 구조를 갖는 결정구조 중 하나로, 태양전지 소재로는 주로 유무기 하이브리드 소재가
사용되며 ABX 조성 변화에 따라 물리적・광학적 특성 조절이 가능함
*A : MA(methylammonium), FA(formamidinium) 등; B : Pb, Sn 등; C : I, Br, Cl 등
- 기존 상용 실리콘 태양전지 효율 한계 극복을 위한 기술로, 현재 상용화 가능성이 가장
큰 탠덤 태양전지 유형임
제1장 개요
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l (페로브-박막) 상부셀은 페로브스카이트 태양전지, 하부셀은 다양한 박막 태양전지(페로브
스카이트, 유기태양전지, CIGS 등)로 구성된 적층형 차세대 태양전지
- 박막 태양전지의 유연성 및 경량 특성을 기반으로, 건물 일체형 태양광, 휴대용 전력원
등 다양한 응용 분야에 적합한 차세대 고효율 태양전지
구 분 페로브-Si 페로브-박막
구성
∙하부셀은 실리콘 웨이퍼 기반, 상부셀은 페로브
스카이트 박막 기반으로 구성
- (상부셀) 페로브스카이트 태양전지
- (하부셀) 실리콘 태양전지
∙상하부셀 모두 박막 태양전지로 구성
- (상부셀) 페로브스카이트 태양전지
- (하부셀) 페로브스카이트 태양전지, 유기태양
전지, CIGS 등
특징
∙시장 기술인 실리콘 태양전지 밸류체인・인프라
활용 가능(상용화 용이)
∙효율이 높고, 상대적으로 안정성 확보에 유리함
∙경량화, 유연화 등이 상대적으로 어려움
∙박막 및 차세대 태양전지 상용화 기반이 약함
∙효율이 상대적으로 낮고, 소재 및 소자 안정성이
낮음
∙다양한 기판 활용이 가능하여 유연화, 경량화 등이
용이하여, 응용처가 다양함
기술성숙도 ∙높음(개발연구 수준) ∙낮음(기초~응용연구 수준)
<표 1> 페로브-Si 및 페로브-박막 탠덤 태양전지 비교
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탠덤 태양전지
제2장 기술동향
2.1. 개요
페로브-Si 탠덤 태양전지는 2016년 스탠포드 대학의 23.6% 성능 보고 이후,
단기간 내에 34.85%(LONGi社, 2025년)*의 높은 효율을 기록함
*미국 NREL(National Renewable Energy Laboratory) 인증 효율 기준
l 이는 단일접합 실리콘 태양전지 이론 한계 효율(약 29%)을 크게 상회하는 수준임
l 초기에는 대학 및 연구소 중심으로 효율이 경신되었으나, 최근에는 Oxford PV, LONGi 등
민간 기업 주도로 효율 경신이 이뤄지고 있음
l 페로브-박막 탠덤 태양전지 중에서는 페로브-페로브 탠덤 태양전지에 대한 연구가 주로
이뤄지고 있으며, 최근 난징대에서 30.1%의 인증 효율을 보고함
데이터 출처 : NREL Best Research-Cell Efficiencies(2025.02.10.)
[그림 4] 페로브스카이트 탠덤 태양전지 유형별 효율 변화(NREL 인증 효율 기준)
제2장 기술동향
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페로브-Si 탠덤 태양전지의 성공적인 상용화를 위해서, 효율 향상뿐만 아니라
대면적화 및 장기 신뢰성 확보 등 추가적인 기술 과제의 해결이 필요함
l 현재 보고되고 있는 NREL 인증 효율 및 주요 논문상의 효율은 실험실 수준의 소면적(약 1
cm²)에 국한되므로, 실리콘 태양광 산업에 진입하기 위해서는 실리콘 웨이퍼 M10(331 cm²)
이상 규모로의 대면적화 기술 확보가 필수적임
l 페로브스카이트 유무기 하이브리드 소재는 이온 결합 및 유기물 특성으로 인해 공기 중
수분, 산소 등에 노출 시 성능 열화가 발생할 수 있으므로, 안정적인 구동을 위한 내환경성
및 성능 유지 기술 개발이 필요함
l 이 외에, 모듈 공정 최적화, 탠덤 태양전지 성능 평가, 제품 인증, 친환경성 등의 기술적
과제가 존재함
2.2. 하부셀(실리콘 태양전지)
(웨이퍼 규격 확대) 실리콘 태양전지의 경우, 효율 및 생산성 향상을 위해 실리콘
웨이퍼 크기가 점차 커지는 추세
l 시장을 주도하던 M6(276 cm²) 규격은 2025년 이후 사라지고, M10(331 cm²) 및 M12
(G12, 441 cm²) 이상 규격이 글로벌 시장을 주도할 것으로 전망됨3)
출처 : (a) ITRPV 16th edition 발표자료(2025.03.), (b) RENA Technologies 홈페이지
[그림 5] (a) 실리콘 태양전지 웨이퍼 사이즈별 시장 점유율 전망, (b) 실리콘 웨이퍼 사이즈 비교
3) VDMA(2025), International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) 16th Edition
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탠덤 태양전지
(성능 향상) p-형 기반의 PERC 태양전지에서 n-형 기반의 고효율 TOPCon
및 HJT(SHJ)로 기술이 넘어가는 추세
구분
PERC
(Passivated Emitter and Rear Contact)
TOPCon
(Tunnel Oxide Passivated Contact)
HJT(SHJ)
(Heterojunction with Intrinsic Thinlayer)
구조
모식도
개요
실리콘/후면전극 사이에 산화막
반사층을 삽입하여 광흡수 최대화
실리콘/후면전극 사이에 수 nm급
산화막을 삽입하여 재결합 손실 최
소화
실리콘 양면에 비정질 실리콘 박막
및 투명전도막(TCO)을 삽입하여
재결합 손실 최소화
셀 효율 23~24% 24~25% 26~27%
특징
∙제조공정 단순
∙비용 저렴
∙기 구축 생산라인 활용 가능
∙ PERC 생산 라인 전환 용이
∙일부 비용이 상승되나, 효율 증가로
상쇄 가능
∙효율이 가장 높음
∙초기 투자비 높음
∙기존 생산 설비 활용 어려움
∙웨이퍼 박막화 가능
탠덤
호환성
∙별도의 상부 계면층(투명전극) 및
추가 공정 필요
∙별도의 계면층(투명전극) 및 추가
공정 필요
∙이미 양면에 투명전극이 있어,
별도의 계면층 불필요
∙낮은 공정 온도(200도 이하)로
상부셀 영향 적음
<표 2> 실리콘 태양전지 기술별 특징
l 고효율 모듈 시장에서는 n-형 실리콘 기반 기술(TOPCon, HJT 등)이 p형 PERC 대비
출력 열화 저감, 수명 증가, 양면 발전 효율 우위 등을 바탕으로 차세대 주력 기술로 자리
잡고 있음
※ 페로브-Si 탠덤 태양전지는 2027년부터 상용화될 전망
출처 : ITRPV 16th edition 발표자료(2025.03.)
[그림 6] 실리콘 태양광 기술별 전지 효율 및 모듈 효율 전망
제2장 기술동향
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구분
PERC TOPCon HJT(SHJ) Tandem
셀 모듈 셀 모듈 셀 모듈 셀 모듈
2025 23.5% 21.7% 25.5% 23.2% 25.7% 23.6% 26.8% -
2035 24.0% 22.0% 26.5% 24.7% 26.6% 25.0% 32.0% 30.5%
<표 3> 실리콘 태양광 기술별 효율 전망
데이터 출처 : ITRPV 16th edition 발표자료(2025.03.)
l 기술별 페로브스카이트 태양전지와의 호환성이 다르며, 중단기적으로는 TOPCon, 중장기적
으로는 HJT가 주요 하부셀 기술이 될 것으로 전망됨
- PERC 및 TOPCon의 경우, 기존 생산 설비(라인)를 활용할 수 있어 초기 진입이 상대적
으로 용이함. 다만, 상부셀 적층을 위해 별도의 투명전극 삽입이 필요하며, 공정 온도가
높아 상부셀에 온도 영향이 불가피함
- HJT*의 경우, 3개 기술 중 가장 효율이 높고 탠덤 태양전지에 가장 적합한 하부셀로
평가됨. 다만, 생산 설비(라인) 신규 구축이 필요하고, 공정 비용 상승이 불가피함
*실리콘 웨이퍼 양면에 투명전도막(Transparent Conductive Oxides, TCO)이 삽입된 구조로 상부
셀과 접합 시 추가적인 계면층 삽입이 불필요함. 또한, 기존 기술과 달리 공정온도가 200도 이하로
낮아 상부셀에 온도 영향이 적음
2.3. 상부셀(페로브스카이트 태양전지)
(대면적화) 하부셀 규격 확대에 따라 페로브스카이트 태양전지도 M10 이상의
대면적 전지 구현을 위한 기술개발이 추진되고 있음
l 기존 기술로는 대면적 전지 제작 시 박막 균일성 및 결정성 유지에 한계가 있으며, 고효율
구현에 활용된 스핀코팅 및 다단(2-step, anti-solvent) 용액 공정 등은 대면적 공정 및
산업화에 제약이 있음
l 또한, 광흡수 극대화를 위해 설계된 실리콘 표면 요철 구조(textured surface, ㎛ 크기
피라미드 구조) 위에 페로브스카이트 박막을 균일하게 형성하는 데에도 기술적 제약이 존재함
l 이에 따라, 기존 스핀코팅 기반 공정 외에 블레이드 코팅, 슬롯다이(slot-die) 등의 습식공
정과, 건식(증착) 공정 및 습식-건식 하이브리드 등 다양한 공정 개발이 추진되고 있음
- (독일, HZB*) 질소 가스를 anti-solvent 기법 대신 활용하여, 슬롯다이 공정(대면적 적용
가능)으로 균일한 페로브스카이트 박막을 실리콘 표면 위에 구현하였으며, 최종적으로
1 cm2 면적에서 25.2%의 광전변환 효율을 보고함(’22년)
*Helmholtz-Zentrum Berlin
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탠덤 태양전지
- (미국, Univ. North Carolina) 대면적화에 따른 션트 저항(shunt resistance) 최소화를
위해 리튬플로라이드(LiF) 계면층을 사용하여, 블레이드 코팅으로 24 cm2 면적에서
25.1%의 광전변환 효율을 구현함(’23년)
- (한국, 고려대) 스퍼터링(건식)으로 PbI2 박막 제작 후 후처리를 통해 실리콘 표면 위
균일한 페로브스카이트 박막(25 cm2 면적)을 구현함(’23년)
- (중국, 난징대) 증착 및 블레이드 코팅을 활용한 하이브리드 공정을 통해 실리콘 요철
표면 위 균일한 박막을 제작하였으며, 16 cm2 면적에서 26.3%의 광전변환 효율을
구현함(’24년)
출처 : Zhang et al., Nat. Commun.(2024) (Licensed under CC BY 4.0)
[그림 7] (a) 하이브리드 공정 모식도, (b) 실리콘 요철 구조 위 페로브스카이트 태양전지 단면
- (독일, Fraunhofer ISE) 페로브스카이트 박막뿐만 아니라 정공전달층으로 주로 쓰이는
자가조립단분자층을 증착 공정으로 구현하여 4 cm2 면적에서 약 26%의 광전변환 효율을
구현함(’25년)
(안정성 향상) 페로브스카이트 소재 변경, 계면 제어 등으로 페로브스카이트
태양전지 성능 안정성 향상에 대한 기술개발이 추진되고 있음
l 안정한 와이드 밴드갭 페로브스카이트 구현을 위해, 기존 유기물(MA, FA)에 무기물(Cs)
혼합, 2D 페로브스카이트 도입 등의 연구가 진행되고 있음
※ 기존 페로브스카이트(MAPbI3 or FAPbI3)의 밴드갭(~1.5 eV)은 상부셀로 적합하지 않아,
C site에 Br 추가 등을 통해 밴드갭을 1.7 eV 수준으로 확장시켜야 함. 이 과정에서 열 및 수분
등에 의한 상분리(halide segregation 등) 현상이 더욱 심해지는 경향이 있음
- (스페인, ICMoL-UV) FA0.65Cs0.35Pb(I0.73Br0.27)3 조성 최적화를 통해 밴드갭 1.75 eV를
갖는 페로브스카이트 박막을 구현하였으며, 해당 태양전지는 2주간의 연속 동작 후에도
초기 효율의 90%를 유지함(’22년)
제2장 기술동향
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- (중국, 산시사범대) Cs 비중이 오르면 열 안정성은 올라가나 대기 안정성이 떨어지는 현상을
밝혀냈으며, 최적의 Cs/Br 조성 구현을 통해 대기, 빛, 열 등에 대한 안정성을 최대화함
(’22년)
- (중국, 난창대) 2D 페로브스카이트를 도입하여, 페로브스카이트 박막 결정성 향상, 결함
제거 등을 통해 안정성을 향상시켰으며 1,000시간 구동 후에도 초기 효율의 89%를
유지함(’23년)
- (호주, Univ. Sydney) Guanidinium 기반 2D 페로브스카이트를 도입하여, Thermal Cycling
시험*에서 400회 싸이클 이후 초기 효율의 95%를 유지하는 결과를 보고함(’24년)
* IEC61215 준용, -40℃ ↔ 85℃ 200회 싸이클 이후 성능 열화 테스트
l 페로브스카이트 박막에 다양한 계면층 도입 및 계면 처리를 통해 결함 제거, 수분 및 산소
차단, 이온 이동 차단 등에 대한 연구가 진행되고 있음
- (사우디, KAUST) C60/페로브스카이트 계면에 MgFx층(~1 nm)을 추가로 삽입하여 높은
효율과 성능 안정성을 보고함. 해당 탠덤 태양전지는 Damp Heat* 시험에서 1,000시간
후에도 95%의 성능을 유지함(’22년)
* IEC61215 준용, 85℃ 및 85% 상대 습도 조건에서 1,000시간 이후 성능 열화 테스트
- (중국, 우한대) NiOx 정공층에 추가적인 유기 단분자를 활용하여 소자 안정성을 향상
시킴(’23년)
- (중국, LONGi) LiF/EDAI* 이중층으로 페로브스카이트 박막 표면을 덮어, 계면 결함을
불활성화하고 수분 및 산소로부터 페로브스카이트 박막을 보호하는 기법을 개발함. 이를
통해 33.89% 높은 탠덤 태양전지 효율과 높은 성능 안정성을 구현함(1,200 시간 연속
동작 후에도 초기 효율의 약 80% 유지)(’24년)
*ethylenediammonium diiodide
2.3. 탠덤화 및 모듈화
(탠덤화) 전기적 단자 연결 방식에 따라 2단자(2T) 및 4단자(4T) 등으로 구분
되며, 산업계에서는 공정 단순성이 높은 2단자, 연구계에서는 다양한 단자
구성에 대한 고효율화 R&D가 추진되고 있음
l 2단자의 경우, 상・하부셀을 직렬 연결하기 때문에, 구조 및 공정이 단순하여 비용 절감이
가능하고 상대적으로 박막형의 탠덤 태양전지 제작이 가능함
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탠덤 태양전지
- 다만, 고효율 구현을 위해서는 상하부셀 전류정합이 필수적으로, 사용 가능한 셀 종류에
제약이 존재하고, 광 스펙트럼 변화에 민감하게 반응하여 야외 환경에서 성능 저하
가능성이 있음
l 4단자의 경우, 상・하부 셀을 기계적으로 적층한 구조로, 전류 정합이 불필요하고 각 셀의
최대전력점(MPP, Maximum Power Point)에서 동작이 가능하여 소재 선택 및 셀 설계의
자유도가 높음
- 다만, 구조와 공정이 복잡하고, 상・하부 셀 각각에 대해 별도의 배선 및 전력 제어 장치가
필요하며, 광학 손실 및 모듈 내 비활성 면적 증가로 인한 효율 손실 가능성이 존재함
※ 이 외에도 3단자(3T) 구성에 대한 연구가 일부 진행되고 있음. 3단자 및 4단자 방식은 후면
전극(BC, Back-Contact) 구조의 실리콘 태양전지와의 조합이 용이하여, 이를 통한 추가적인
탠덤 태양전지 효율향상에 대한 R&D가 |