한화솔루션이 세계 최초로 꿈의 소재로 불리는 ‘페로브스카이트(perovskite)’를 적용한 태양광 전지 양산에 한걸음 더 다가섰다. 페로브스카이트 전지는 효율·가격·생산·형태 면에서 기존 실리콘 태양광 전지보다 우위에 있어 태양광시장의 ‘게임 체인저’가 될 수 있다는 평가를 받는다. 아울러 한화가 차세대 태양광시장에서 글로벌 메이저 사업자로 도약할 기틀을 마련하는 계기가 될 것이라는 기대가 나온다. 현재 한화의 태양광사업은 김승연 회장의 장남인 김동관 한화솔루션 사장이 10년 넘게 이끌어오고 있다. ▶관련기사 2면

28일 업계에 따르면 한화솔루션의 태양광 부문인 한화큐셀은 최근 6인치(M6) 태양광 탠덤(tandem·이중)셀 개발에 성공했다. 기존 태양광 셀은 실리콘으로 만들어지는데, 탠덤셀은 이 실리콘 셀 위에 페로브스카이트로 만든 두께 얇은 셀을 적층한 것이다. 실리콘 셀(장파장) 위에 페로브스카이트 셀(단파장)을 쌓아 서로 다른 파장의 빛을 흡수하게 함으로써 광효율을 획기적으로 높였다.

이로써 한화솔루션은 페로브스카이트 전지 양산의 제약 요인이었던 소면적 셀의 단점을 자체 기술력으로 극복, 차세대 태양전지에 대한 대량 생산의 길을 열었다. 한화솔루션은 현재 2025년 양산을 목표로 추가 성능 개선 작업을 진행 중이다.

페로브스카이트는 기존 실리콘 태양전지보다 가볍고 유연한 데다 제조공정이 간편해 생산비용도 줄일 수 있다. 제조원가도 기존 대비 4분의 1 수준이다. 수분·고온에 취약하다는 단점이 있지만 이를 기술 개발로 극복할 경우 향후 태양전지의 단독 소재로 사용될 수 있다. 이렇게 되면 도심 속 빌딩 유리창과 자동차 선루프 등 생활 곳곳의 설치물이 페로브스카이트 전지로 대체될 수 있다.

이처럼 페로브스카이트는 태양전지가 기존의 고정모듈 형태를 벗어나 건축물, 이동수단 등 삶의 다양한 영역으로 확장될 수 있도록 만드는 데다 높은 채산성까지 갖춰 태양광 시장의 ‘게임 체인저’가 될 수 있다는 평가를 받고 있다. 현대자동차도 현재 페로브스카이트 탠덤셀을 활용한 차량용 ‘솔라 루프(solar roof·차지붕 태양전지)’를 개발 중에 있다.

이런 가운데 한화큐셀이 100% 페로브스카이트 셀로 가기 전 중간 단계로 볼 수 있는 탠덤셀 양산을 준비하고 있는 것이다. 기존 실리콘 태양전지의 이론적 효율한계는 29.1%지만 탠덤 태양전지는 이 효율을 최대 44%까지 끌어올릴 수 있다.

전 세계 주요 기관에서 개발되고 있는 탠덤셀은 소면적(1㎠)이 대부분이다. 양산을 위해선 이 셀의 대면적화가 필요했는데, 한화큐셀이 셀 면적을 6인치(15.24㎠)까지 확대하는 것에 성공한 것이다. 한화큐셀이 여세를 모아 페로브스카이트 부문 기술에서 이니셔티브를 쥐게 될 경우 차세대 태양광 시장을 선도할 수 있다는 기대가 나온다. 원료에서도 중국 등 일부 국가에서만 생산되는 실리콘(폴리실리콘) 중심 구조를 탈피할 수 있어 공급망 문제에서도 한층 자유로울 수 있고, 원가율 하락에 따른 재무구조 개선 효과도 볼 수 있다.

강동진 현대차증권 연구원은 “태양광 탠덤셀의 양산 적용을 위해서는 셀의 대면적화가 핵심이었다”며 “한화큐셀이 2025년께 이를 양산할 경우 세계 최초일 것”이라고 말했다.

서경원 기자