화학뉴스

한화솔루션(대표 이구영‧김동관‧김은수‧남이현)이 페로브스카이트(Perovskite) 셀 상용화를 추진한다.
한화솔루션은 큐셀 부문(한화큐셀) 진천공장에서 진행한 미디어설명회에서 기술 로드맵을 공개하고 “10년 이상 태양광 셀 기술에 투자해 확보한 역량으로 차세대제품을 생산해 글로벌 톱 티어로서 기술적 우위를 유지하겠다”고 강조했다.
2023년 4월부터는 기존 퍼크(PERC) 셀보다 효율을 1%포인트 이상 높인 탑콘(TOPCon) 셀을 상업 생산할 예정이다.
현재 세계 태양광 시장의 90% 이상을 차지하는 퍼크 셀은 후면에 반사막을 삽입하고 빛을 반사해 발전 효율을 높인 것으로 평균 효율은 23% 수준이다.
반면, 탑콘은 셀에 얇은 산화막을 삽입해 발전 효율을 높였으며 현재 시제품 효율은 약 24.4%로 파악된다.
셀 효율이 올라가면 모듈 설치 면적 대비 전력 생산량이 늘어날 수 있다.
한화솔루션은 2021년 11월부터 300MW 용량의 탑콘 셀 파일럿 라인을 가동하고 있으며 2023년 4월부터 진천공장에서 퍼크 셀 3.9GW, 탑콘 셀 1.5GW를 각각 생산할 예정이다.
특히, 탑콘 셀을 활용해 연평균 20-30% 성장이 예상되는 미국 태양광 시장을 공략함으로써 진천공장의 태양광 수출액이 2022년 1조7000억원에서 2023년 2조원을 넘어설 것으로 기대하고 있다.
태양광 등 재생에너지 시장을 확대하는 내용을 포함한 미국 인플레이션 감축법(IRA) 통과에 따른 수혜에 대한 기대도 큰 것으로 파악된다.
한화큐셀은 미국 조지아에서 모듈 1.7GW 공장을 가동하고 있으며 2023년 하반기 생산능력을 3.1GW로 확대할 계획이다.
탑콘 이후 차세대 셀로 주목받고 있는 페로브스카이트 기반 탠덤 셀도 2026년 6월 양산을 목표로 연구개발(R&D)을 하고 있다.
페로브스카이트는 부도체·반도체·도체 성질은 물론 초전도 현상까지 갖는 산화물로 공정단가가 낮고 에너지 전환 효율은 높아 차세대 태양전지 소재로 부상하고 있다.
탠덤 셀은 상부 셀에서 페로브스카이트가 자외선이나 가시광선 등 단파장 빛을, 하부 셀에서는 실리콘(Silicone)이 적외선 등 장파장 빛을 각각 흡수하는 등 위아래에서 서로 다른 영역대의 빛을 상호 보완적으로 흡수해 효율을 극대화할 수 있다.
학계에서는 기존 실리콘 기반 셀의 발전 효율 한계가 이론상 최대 29% 수준을 넘기 어렵다고 보고 있으나 탠덤 셀은 이론 한계 효율이 44% 수준이고 실제 양산 시 효율도 35%에 달할 것으로 예상된다.
한화큐셀은 3월 독일 헬름홀츠 연구소와 협력해 최대 28.7%의 효율을 기록한 탠덤 셀을 개발하는 등 자체 최고 효율 기록을 세운 바 있다.
양병기 한화솔루션 개발팀장은 “기존 셀 대비 최대 2배 이상의 발전 효율을 가진 탠덤 셀 연구개발에 집중해 미래 태양광 시장에서도 기술 격차를 통한 글로벌 선도기업으로 자리매김할 것”이라고 강조했다. (강윤화 선임기자)