정부, 탠덤형 태양전지 조기 상용화 추진...한화큐셀 수혜주

산업통상자원부(장관 안덕근)가 차세대 태양전지 기술 개발에 적극 나선다. 무탄소전원 확대에 따라 태양광 기술경쟁 본격화와 글로벌 공급과잉 장기화로 인한 에너지·공급망 안보 요구가 커지는 상황에서 나온 대응이다.

산업통상자원부는 14일 이호현 에너지정책실장 주재로 '차세대 태양전지 조기상용화 TF' 회의를 열고 실리콘 태양전지를 대체하는 기술로 부상한 탠덤(Tandem) 전지 개발에 나서기로 했다.

TF에는 차세대 태양전지 기술개발 및 조기 상용화 전략을 논의하는 협의체로 관련 업계·학계·전문기관 등이 참여하고 있다. 현재 태양광 가치사슬 전반에서 특정국가의 지배력이 확대되고 공급과잉에 따른 가격 경쟁력이 악화되는 상황을 타개하기 위해 구성됐다.

현재 시장을 주도하고 있는 결정질 실리콘 태양전지는 양산 한계효율(27%)에 근접(25~26%)해 대체 기술 개발이 핵심과제로 떠오른 상태다.

탠덤 태양전지는 결정질 실리콘 태양전지 위에 페로브스카이트 태양전지를 이중접합하여 이론 한계효율(약 44%)과 광 이용을 극대화한 태양전지를 말한다.

페로브스카이트는 박막 태양전지의 빛 흡수층으로 가장 널리 개발되고 있는 CH3NH3PbI3와 같이 유기물(CH3NH3), 무기 금속(Pb), 할로겐화물(I)이 1:1:3의 비율로 결합된 유무기 복합 물질로 에너지 전환효율이 높고 제작 단가가 저렴하며 저온에서 만들 수 있는 소재다.

탠덤 전지는 결정질 실리콘 위에 전기 전도성이 뛰어난 페로브스카이트를 이중접합하여 실리콘과 페로브스카이트가 서로 다른 영역 대의 빛을 흡수함에 따라 이론한계 효율(잠재효율 44%) 및 안정성을 극대화한 기술이다.

업계에서는 발전소 설치면적과 부품수를 줄여 설치비용과 균등화발전비율(LCOE)를 동시에 절감할 수 있는 가장 효과적인 방법으로 초고효율 태양전지를 꼽는다.

현재 국내외 대학·연구소를 중심으로 소면적(1cm2) 초기효율 극대화 경쟁 중이며, 기업 중심으로 상업적용을 위한 대면적 효율향상 기술개발이 추진되고 있다.

영국, 독일 중국 등 세계 각국은 이미 초고효율 탠덤 등 차세대 태양전지 개발 경쟁에 착수한 상태다. 독일 옥스퍼드(Oxford) PV가 258㎠에서 28.6%(’23.5월), 한화솔루션 큐셀부문(한화큐셀)이 260㎠에서 26% 이상(’23.9월) 효율 달성을 이룬 것으로 알려졌다. 중국의 론지 그린 에너지도 상용화를 목표로 하고 있다.

이번 회의는 지난 1월 착수회의 이후 차세대 태양전지 기술개발 방향에 대한 수 차례 실무회의를 거쳐 차세대 태양전지의 기술개발과 조기상용화 전략을 논의하기 위해 마련됐다.

차세대 태양전지 핵심기술 개발의 세부 과제로 셀·모듈·소재 등 가치사슬별 목표지향형 기술개발 추진, 민관 협의체를 통해 임무형 과제를 기획하여 체계적인 기술개발을 추진, 기업공동활용센터 등을 활용하여 기업 간 연구개발(R&D) 협업 기반 조성 등을 설정했다.

이와 함께 차세대 태양전지 실증·시범사업 추진을 통해 조기 상용화를 지원하고, 태양전지 기술선도국과 국제공동연구 및 국제표준화 등를 통해 해외진출 방안도 모색하기로 했다.

탠덤 태양전지 조기상용화 전략은 오는 2026년까지 탠덤 태양전지 핵심기술을 확보하고, 2030년 효율(셀) 35% 달성을 목표로 경쟁국 대비 초격차 기술 확보를 위한 전략적 R&D 추진이 골자다.

이호현 에너지정책실장은 "차세대 태양전지는 글로벌 태양광산업의 패러다임을 바꿀 수 있는 게임체인저로서, 우리나라와 같이 국토가 협소한 나라에서 재생에너지 보급 목표를 달성하기 위한 기술적 해법을 제시해 줄 수 있을 것"이라고 밝혔다.