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바이오하이브리드 태양전지 시장
Biohybrid Solar Cells
상품코드 : 1745006
리서치사 : Market Glass, Inc. (Formerly Global Industry Analysts, Inc.)
발행일 : 2025년 06월
페이지 정보 : 영문 285 Pages
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한글목차

세계의 바이오하이브리드 태양전지 시장은 2030년까지 21억 달러에 이를 전망

2024년에 12억 달러로 추정되는 바이오하이브리드 태양전지 세계 시장은 2024-2030년간 CAGR 10.1%로 성장하여 2030년에는 21억 달러에 이를 것으로 예측됩니다. 본 보고서에서 분석한 부문 중 하나인 실리콘 결정 재료는 CAGR 12.0%를 나타내고, 분석 기간 종료까지 11억 달러에 이를 것으로 예측됩니다. 카드큠 텔루라이드 재료 부문의 성장률은 분석 기간중 CAGR 7.8%로 추정됩니다.

미국 시장은 3억 2,160만 달러, 중국은 CAGR 14.0%로 성장 예측

미국의 바이오하이브리드 태양전지 시장은 2024년에 3억 2,160만 달러로 추정됩니다. 세계 2위 경제대국인 중국은 분석 기간인 2024-2030년 CAGR 14.0%로 성장을 지속하여, 2030년에는 4억 3,620만 달러 규모에 이를 것으로 예측됩니다. 기타 주목해야 할 지역별 시장으로서는 일본과 캐나다가 있으며, 분석 기간중 CAGR은 각각 7.0%와 9.0%를 보일 것으로 예측됩니다. 유럽에서는 독일이 CAGR 8.0%를 보일 전망입니다.

세계의 바이오하이브리드 태양전지 시장 - 주요 동향과 촉진요인 정리

바이오하이브리드 태양전지가 지속 가능한 바이오 태양광 발전 혁신을 위한 파괴적인 경로로 부상하고 있는 이유는 무엇일까?

바이오하이브리드 태양전지는 광합성 단백질, 효소, 생체 모방 색소와 같은 생물학적 성분을 합성 반도체 시스템에 통합하여 자연에서 발견되는 에너지 변환 과정을 모방하고 강화하는 차세대 태양광 발전 기술의 새로운 클래스입니다. 이 시스템은 생물학적 광포집 복합체의 높은 양자 효율을 활용하면서 동시에 확장 가능한 저에너지 제조 접근법을 가능하게 하도록 설계되었습니다. 핵심적인 매력은 기존 실리콘 및 중금속 기반 태양광 발전에 따른 환경 영향과 희소성 및 독성 물질에 대한 의존도를 줄일 수 있다는 점입니다.

세계 에너지 전략이 지속가능성에 초점을 맞추고 있는 가운데, 바이오하이브리드 태양전지는 바이오에서 영감을 받은 디자인과 저비용 분산형 에너지 수확 가능성으로 기존 태양광 발전의 대안이 될 수 있습니다. 유연한 기판, 투명한 표면 및 반환경적 작동 조건에 적합하기 때문에 건물일체형 태양광 발전(BIPV), 자가발전 바이오센서, 휴대용 전자제품 및 농업용 에너지 인터페이스에 대한 유망한 후보로 떠오르고 있습니다. 생체 분자의 기능적 안정화 및 하이브리드 인터페이스 최적화에 대한 연구의 진전은 바이오하이브리드 설계를 학문적 참신함에서 응용 가능성의 영역으로 끌어올리고 있습니다.

기후 변화에 대한 압력과 에너지 분산화 목표가 높아지는 가운데, 바이오하이브리드 태양전지는 저부하 바이오 플랫폼을 통해 재생에너지 포트폴리오를 다양화하려는 광범위한 노력과 일치합니다. 하이브리드 아키텍처는 분자생물학과 나노일렉트로닉스공학의 전략적 시너지를 통해 태양광을 보다 높은 특이성과 환경적 효율로 활용할 수 있는 새로운 패러다임을 제공합니다. 혁신의 주기가 계속 가속화되는 가운데, 바이오하이브리드 태양전지는 바이오 경제 원리와 태양광 발전 기술을 연결하는 가교 역할을 할 수 있는 것으로 주목받고 있습니다.

재료공학, 생물학적 통합, 성능 최적화가 바이오하이브리드 태양전지의 잠재력을 어떻게 발전시키고 있는가?

최근 재료공학의 발전으로 바이오하이브리드 태양전지의 작동 안정성과 전자 전달 효율이 향상되고 있습니다. 연구자들은 그래핀, 탄소나노튜브, 전도성 폴리머, 메조다공성 산화티타늄 등을 발판으로 사용하여 반응 중심 단백질 및 엽록소 유도체와 같은 생물학적 요소를 유지하면서 전하 분리 및 수송을 촉진하고 있습니다. 이러한 설계된 계면은 주변 조건에서 생물학적 기능을 유지하고, 기존 생물학적 구성요소의 제한 요인이었던 작동 수명을 연장하도록 설계되었습니다.

유전자 재조합 광화학계 i(PSI) 복합체, 박테리오돕신 또는 생물공학 색소-단백질 복합체를 합성 매트릭스에 통합하여 보다 효율적인 광 흡수와 방향성 있는 전자 흐름을 가능하게 합니다. 안정적이고 균일한 하이브리드화를 보장하기 위해 공유결합, 층별 증착, 자기조직화 등의 기술이 사용되고 있습니다. 이러한 기술 혁신은 광분해, 단백질 변성, 비효율적인 전하 재결합 등 지금까지 바이오하이브리드 PV 기술의 상업적 확장성을 제한해 온 문제를 해결하는 데 매우 중요합니다.

성능 최적화도 전력 변환 효율(PCE) 향상, 분광 흡수 범위 확대, 실외 환경에서의 내구성 강화에 중점을 두고 진행되고 있습니다. 현재 PCE 수준은 상용 실리콘 및 페로브스카이트 태양전지보다 낮은 수준이지만, 정교한 계면 화학 및 생체 분자 공학을 통해 꾸준히 개선되고 있는 것으로 보고되고 있습니다. 마이크로플루이딕스공학과 생물전기화학 통합의 병행 연구는 감지, 물 분해 및 탄소 포집의 이중 기능을 수행하는 하이브리드 PV 시스템의 새로운 가능성을 열어주고 있습니다.

바이오하이브리드 태양전지 개발을 가속화하고 있는 최종 용도, 연구 협력, 지역 생태계는?

바이오하이브리드 태양전지는 현재 연구개발에서 초기 상용화 단계에 있으며, 기존 PV 시스템으로는 한계가 있는 틈새 시장과 고부가가치 영역에서 적용이 진행되고 있습니다. 예를 들어, 실내 환경에서의 저조도 집광, 이식형 바이오센서용 전원, 온실 및 웨어러블 기기용 스마트 코팅 등입니다. 확산광이나 음영광과 같은 비최적 조명 조건에서도 작동할 수 있는 능력은 도시, 농업 및 오프 그리드 환경에서의 적용 가능성을 확대합니다.

학계와 공공 연구기관은 여전히 주요 개발 거점이며, 종종 나노기술 기업, 생체재료 개발 기업, 정부 에너지 프로그램 등과 컨소시엄을 구성하여 활동하고 있습니다. 유럽, 북미, 아시아태평양에 걸친 공동 플랫폼은 생물학적 성분의 생산 규모 확대, 인쇄 가능한 하이브리드 모듈 개발, 테스트 프로토콜 표준화에 중점을 두고 있습니다. 특히 합성 생물학 및 바이오 제조 이니셔티브를 통해 실험실에서의 성공과 제조의 실현 가능성 사이의 간극을 메우는 데에 자금이 투입되고 있습니다.

지역적으로는 유럽이 바이오에너지 혁신을 지원하는 공공 자금 투입 프로그램을 주도하고 있으며, 일본과 한국은 나노바이오 인터페이스와 에너지와 재료의 통합에 많은 투자를 하고 있습니다. 미국은 DOE가 지원하는 이니셔티브와 대학 주도의 중개 연구센터를 통해 초기 단계의 상용화를 추진하고 있습니다. 이러한 생태계는 친환경 화학, 순환형 재료, 지속 가능한 태양광 발전에 대한 정책 증가로 뒷받침되고 있으며, 바이오하이브리드 태양전지는 장기적인 녹색 에너지 다양화 후보로 자리매김하고 있습니다.

바이오하이브리드 태양전지 시장의 성장 동력은 무엇인가?

바이오하이브리드 태양전지 시장은 과학의 발전, 환경 보호에 대한 요구, 분야 간 융합으로 인해 생물학적으로 통합된 저부하 태양광 발전 솔루션에 대한 관심이 높아지면서 성장세를 보이고 있습니다. 이러한 기술은 저에너지 제조, 생체 적합성, 틈새 에너지 환경에 대한 적응성에서 고유한 가치를 제공합니다.

주요 성장 촉진요인으로는 바이오 전자 인터페이스 공학의 발전, 지속 가능한 광전지에 대한 R&D 투자 증가, 친환경 소재의 세계화, 웨어러블, 농업용 태양광 발전, IoT 생태계에서의 새로운 응용 등을 들 수 있습니다. 합성생물학 및 플렉서블 일렉트로닉스와의 연계도 장기적인 시장 생존을 뒷받침하고 있습니다.

재생에너지 발전 시스템의 모듈화, 다기능화, 소재 지향성이 높아짐에 따라 바이오하이브리드 태양전지는 생물학적 지능과 에너지 기술을 융합하여 분산형 지속 가능한 발전의 새로운 지평을 여는 매우 중요한 플랫폼으로 부상할 수 있습니다.

부문

재료(실리콘 결정, 카드뮴 텔룰라이드, 갈륨 비소, 기타 재료), 용도(축전지, 태양광 조명, 상업, 군, 항공우주, 기타 용도)

조사 대상 기업 예(총 36개사)

관세 영향 계수

Global Industry Analysts는 본사의 국가, 제조거점, 수출입(완제품 및 OEM)을 기반으로 기업의 경쟁력 변화를 예측했습니다. 이러한 복잡하고 다면적인 시장 역학은 인위적인 수익원가 증가, 수익성 감소, 공급망 재편 등 미시적 및 거시적 시장 역학 중에서도 특히 경쟁사들에게 영향을 미칠 것으로 예측됩니다.

Global Industry Analysts는 세계 주요 수석 이코노미스트(1,4,949명), 싱크탱크(62개 기관), 무역 및 산업 단체(171개 기관)의 전문가들의 의견을 면밀히 검토하여 생태계에 미치는 영향을 평가하고 새로운 시장 현실에 대응하고 있습니다. 모든 주요 국가의 전문가와 경제학자들이 관세와 그것이 자국에 미치는 영향에 대한 의견을 추적 조사했습니다.

Global Industry Analysts는 이러한 혼란이 향후 2-3개월 내에 마무리되고 새로운 세계 질서가 보다 명확하게 확립될 것으로 예상하고 있으며, Global Industry Analysts는 이러한 상황을 실시간으로 추적하고 있습니다.

2025년 4월: 협상 단계

이번 4월 보고서에서는 관세가 세계 시장 전체에 미치는 영향과 지역별 시장 조정에 대해 소개합니다. 당사의 예측은 과거 데이터와 진화하는 시장 영향요인을 기반으로 합니다.

2025년 7월: 최종 관세 재설정

고객님들께는 각 국가별 최종 리셋이 발표된 후 7월에 무료 업데이트 버전을 제공해 드립니다. 최종 업데이트 버전에는 명확하게 정의된 관세 영향 분석이 포함되어 있습니다.

상호 및 양자 간 무역과 관세의 영향 분석 :

미국 <>& 중국 <>& 멕시코 <>& 캐나다 <>&EU <>& 일본 <>& 인도 <>& 기타 176개국

업계 최고의 이코노미스트: Global Industry Analysts의 지식 기반은 국가, 싱크탱크, 무역 및 산업 단체, 대기업, 그리고 세계 계량 경제 상황의 전례 없는 패러다임 전환의 영향을 공유하는 분야별 전문가 등 가장 영향력 있는 수석 이코노미스트 그룹을 포함한 14,949명의 이코노미스트를 추적하고 있습니다. 16,491개 이상의 보고서 대부분에 마일스톤에 기반한 2단계 출시 일정이 적용되어 있습니다.

목차

제1장 조사 방법

제2장 주요 요약

제3장 시장 분석

제4장 경쟁

LSH
영문 목차

영문목차

Global Biohybrid Solar Cells Market to Reach US$2.1 Billion by 2030

The global market for Biohybrid Solar Cells estimated at US$1.2 Billion in the year 2024, is expected to reach US$2.1 Billion by 2030, growing at a CAGR of 10.1% over the analysis period 2024-2030. Silicon Crystal Material, one of the segments analyzed in the report, is expected to record a 12.0% CAGR and reach US$1.1 Billion by the end of the analysis period. Growth in the Cadmium Telluride Material segment is estimated at 7.8% CAGR over the analysis period.

The U.S. Market is Estimated at US$321.6 Million While China is Forecast to Grow at 14.0% CAGR

The Biohybrid Solar Cells market in the U.S. is estimated at US$321.6 Million in the year 2024. China, the world's second largest economy, is forecast to reach a projected market size of US$436.2 Million by the year 2030 trailing a CAGR of 14.0% over the analysis period 2024-2030. Among the other noteworthy geographic markets are Japan and Canada, each forecast to grow at a CAGR of 7.0% and 9.0% respectively over the analysis period. Within Europe, Germany is forecast to grow at approximately 8.0% CAGR.

Global Biohybrid Solar Cells Market - Key Trends & Drivers Summarized

Why Are Biohybrid Solar Cells Emerging as a Disruptive Pathway Toward Sustainable and Bio-Inspired Photovoltaic Innovation?

Biohybrid solar cells represent an emerging class of next-generation photovoltaic technologies that integrate biological components-such as photosynthetic proteins, enzymes, or bio-mimetic dyes-into synthetic semiconductor systems to mimic and enhance the energy conversion processes found in nature. These systems are designed to leverage the high quantum efficiency of biological light-harvesting complexes while enabling scalable, low-energy manufacturing approaches. The core appeal lies in their potential to reduce environmental impact and reliance on rare or toxic materials associated with traditional silicon or heavy-metal-based photovoltaics.

As global energy strategies pivot toward sustainability, biohybrid solar cells offer an alternative to conventional photovoltaics through their bio-inspired design and potential for lower-cost, decentralized energy harvesting. Their compatibility with flexible substrates, transparent surfaces, and semi-ambient operating conditions makes them promising candidates for building-integrated photovoltaics (BIPV), self-powered biosensors, portable electronics, and agricultural energy interfaces. Research advancements in the functional stabilization of bio-molecules and hybrid interface optimization are pushing biohybrid designs beyond academic novelty toward applied feasibility.

Amid growing climate pressures and energy decentralization goals, biohybrid solar cells align with broader efforts to diversify renewable energy portfolios using low-impact, bio-enabled platforms. Their hybrid architecture enables strategic synergy between molecular biology and nanoelectronics, offering new paradigms for harnessing sunlight with enhanced specificity and eco-efficiency. As innovation cycles continue to accelerate, biohybrid solar cells are gaining attention as potential bridges between bioeconomy principles and photovoltaic technology.

How Are Materials Engineering, Biological Integration, and Performance Optimization Advancing Biohybrid Solar Cell Viability?

Recent advances in materials engineering are enhancing the operational stability and electron transfer efficiency of biohybrid solar cells. Researchers are employing graphene, carbon nanotubes, conductive polymers, and mesoporous titanium dioxide as scaffolds to facilitate charge separation and transport while hosting biological elements such as reaction center proteins or chlorophyll derivatives. These engineered interfaces are designed to preserve biofunctionality under ambient conditions and extend operational longevity, which has traditionally been a limiting factor for biological components.

The integration of genetically modified photosystem I (PSI) complexes, bacteriorhodopsins, or bioengineered pigment-protein complexes into synthetic matrices is enabling more efficient light absorption and directional electron flow. Techniques such as covalent tethering, layer-by-layer deposition, and self-assembly are being used to ensure stable and uniform hybridization. These innovations are critical in addressing issues such as photodegradation, protein denaturation, and inefficient charge recombination-barriers that have historically constrained the commercial scalability of biohybrid PV technologies.

Performance optimization efforts are also focusing on increasing power conversion efficiency (PCE), expanding spectral absorption range, and enhancing durability in outdoor environments. While current PCE levels remain lower than those of commercial silicon or perovskite solar cells, steady gains are being reported through refined interface chemistry and biomolecular engineering. Parallel work in microfluidics and bio-electrochemical integration is opening new possibilities for hybrid PV systems that serve dual functions in sensing, water splitting, or carbon capture.

Which End-Use Applications, Research Collaborations, and Regional Ecosystems Are Accelerating Development of Biohybrid Solar Cells?

Biohybrid solar cells are currently positioned in the R&D-to-early-commercialization phase, with applications emerging in niche, high-value domains where conventional PV systems face limitations. These include low-intensity light harvesting in indoor environments, power sources for implantable biosensors, and smart coatings for greenhouses and wearable devices. Their ability to function under suboptimal lighting conditions, including diffuse or shaded light, expands their applicability in urban, agricultural, and off-grid settings.

Academic institutions and public research labs remain the primary development hubs, often operating in consortia with nanotechnology firms, biomaterials developers, and government energy programs. Collaborative platforms across Europe, North America, and Asia-Pacific are focusing on scaling up biological component production, developing printable hybrid modules, and standardizing test protocols. Funding is being directed toward bridging the gap between laboratory success and manufacturing feasibility, particularly through synthetic biology and bio-manufacturing initiatives.

Regionally, Europe leads in publicly funded programs supporting bioenergy innovation, while Japan and South Korea are investing heavily in nanobio interfaces and energy-material integration. The U.S. is driving early-stage commercialization via DOE-backed initiatives and university-led translational research centers. These ecosystems are supported by increasing policy emphasis on green chemistry, circular materials, and sustainable photovoltaics, positioning biohybrid solar cells as long-term candidates for green energy diversification.

What Are the Factors Driving Growth in the Biohybrid Solar Cells Market?

The biohybrid solar cells market is gaining momentum as scientific progress, environmental mandates, and cross-disciplinary convergence propel interest in biologically integrated, low-impact photovoltaic solutions. These technologies offer unique value in low-energy fabrication, biocompatibility, and adaptability to niche energy environments.

Key growth drivers include advancements in bioelectronic interface engineering, rising R&D investments in sustainable photovoltaics, global push for green materials, and emerging applications in wearables, agrivoltaics, and IoT ecosystems. Increasing alignment with synthetic biology and flexible electronics is also supporting long-term market viability.

As renewable energy systems become more modular, multifunctional, and material-conscious, could biohybrid solar cells emerge as a pivotal platform-merging biological intelligence with energy technology to unlock new frontiers in decentralized and sustainable power generation?

SCOPE OF STUDY:

The report analyzes the Biohybrid Solar Cells market in terms of units by the following Segments, and Geographic Regions/Countries:

Segments:

Material (Silicon Crystal, Cadmium Telluride, Gallium Arsenide, Other Materials); Application (Battery Storage, Solar Lighting, Commercial, Military, Aerospace, Other Applications)

Geographic Regions/Countries:

World; United States; Canada; Japan; China; Europe (France; Germany; Italy; United Kingdom; Spain; Russia; and Rest of Europe); Asia-Pacific (Australia; India; South Korea; and Rest of Asia-Pacific); Latin America (Argentina; Brazil; Mexico; and Rest of Latin America); Middle East (Iran; Israel; Saudi Arabia; United Arab Emirates; and Rest of Middle East); and Africa.

Select Competitors (Total 36 Featured) -

TARIFF IMPACT FACTOR

Our new release incorporates impact of tariffs on geographical markets as we predict a shift in competitiveness of companies based on HQ country, manufacturing base, exports and imports (finished goods and OEM). This intricate and multifaceted market reality will impact competitors by artificially increasing the COGS, reducing profitability, reconfiguring supply chains, amongst other micro and macro market dynamics.

We are diligently following expert opinions of leading Chief Economists (14,949), Think Tanks (62), Trade & Industry bodies (171) worldwide, as they assess impact and address new market realities for their ecosystems. Experts and economists from every major country are tracked for their opinions on tariffs and how they will impact their countries.

We expect this chaos to play out over the next 2-3 months and a new world order is established with more clarity. We are tracking these developments on a real time basis.

As we release this report, U.S. Trade Representatives are pushing their counterparts in 183 countries for an early closure to bilateral tariff negotiations. Most of the major trading partners also have initiated trade agreements with other key trading nations, outside of those in the works with the United States. We are tracking such secondary fallouts as supply chains shift.

To our valued clients, we say, we have your back. We will present a simplified market reassessment by incorporating these changes!

APRIL 2025: NEGOTIATION PHASE

Our April release addresses the impact of tariffs on the overall global market and presents market adjustments by geography. Our trajectories are based on historic data and evolving market impacting factors.

JULY 2025 FINAL TARIFF RESET

Complimentary Update: Our clients will also receive a complimentary update in July after a final reset is announced between nations. The final updated version incorporates clearly defined Tariff Impact Analyses.

Reciprocal and Bilateral Trade & Tariff Impact Analyses:

USA <> CHINA <> MEXICO <> CANADA <> EU <> JAPAN <> INDIA <> 176 OTHER COUNTRIES.

Leading Economists - Our knowledge base tracks 14,949 economists including a select group of most influential Chief Economists of nations, think tanks, trade and industry bodies, big enterprises, and domain experts who are sharing views on the fallout of this unprecedented paradigm shift in the global econometric landscape. Most of our 16,491+ reports have incorporated this two-stage release schedule based on milestones.

COMPLIMENTARY PREVIEW

Contact your sales agent to request an online 300+ page complimentary preview of this research project. Our preview will present full stack sources, and validated domain expert data transcripts. Deep dive into our interactive data-driven online platform.

TABLE OF CONTENTS

I. METHODOLOGY

II. EXECUTIVE SUMMARY

III. MARKET ANALYSIS

IV. COMPETITION

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