PSC 시작으로 CIGS 개발 가속화 … 탠덤형 시장 성장 기대

플렉서블(Flexible) 태양전지(PV) 상용화를 앞두고 관련기업들이 용도를 확장하고 있다.
태양전지 생산기업들은 페로브스카이트 태양전지(PSC: Perovskite Solar Cell)를 시작으로 유기태양전지(OPV: Organic Photovoltaics), 황동광(Chalcopyrite) 태양전지 등 얇고 가벼우면서 휘어지는 플렉서블 태양전지 상용화를 위해 다양한 환경에서 실증을 진행하고 있다.
특히, 세키스이케미칼(Sekisui Chemical), 가네카(Kaneka), 도시바(Toshiba) 등 일본기업들은 일본이 PSC의 주요 원료인 요오드를 세계에서 2번째로 많이 생산하고 있다는 점에서 PSC 개발을 적극화하고 있다. 
PSC는 발전층을 도포한 다음 수지로 감싸 유연한 필름 형태로 만들 수 있으며 건축물 벽면을 비롯한 다양한 장소에 적용이 가능하다.
PSC를 발명한 미야사카 쓰토무 교수가 설립한 태양전지 벤처 Peccell Technologies는 2024년 11월부터 2025년 1월까지 Macnica 등과 공동으로 요코하마(Yokohama)에서 필름형 PSC 실외실증을 실험해 연안지역 도입을 목표로 내구성을 검증했으며, 2026년 1월부터 가나가와(Kanagawa)에서 방재용 에어텐트의 지붕과 어닝에 PSC를 부착한 이동형 발전·축전 시스템을 실증할 예정이다.
친환경 기술 스타트업 PXP는 건축물 이외의 장소에서 상용화를 목표로 황동광 태양전지를 개발하고 있다.
황동광 태양전지는 차세대 태양전지로 꼽히는 구리·인듐·갈륨·셀레늄(CIGS) 태양전지가 대표적이며, PXP는 기존의 유리기판을 활용하는 대신 플렉서블 타입 개발에 주력하고 있다. 자판기, 트레일러 하우스 측면과 지붕을 대상으로 전력 공급능력을 검증하고 있는 것으로 알려졌다.
철도기업 Osaka Metro는 2024년 말 세계 최초로 CNT(Carbon Nano Tube) 전극을 적용한 OPV 실증실험을 개시했고, GSI Creos는 브라질 메이저와 전략적 사업 계약을 체결하고 실증실험을 바탕으로 본격적인 OPV 사업화를 계획하고 있다. OPV는 PSC에 비해 발전능력은 다소 떨어지나 내구성이 뛰어난 것으로 평가된다.
기존 결정질 실리콘 태양전지도 플렉서블 타입 개발이 이어지고 있다.
중국 Sunport Power는 결정질 실리콘 태양전지용 커버 소재를 기존 유리에서 플래스틱으로 바꾼 플렉서블 결정질 실리콘 태양전지를 공급하고 있다.
가격은 유리기판형 결정질 실리콘 태양전지 대비 200-300% 높은 편이나 실리콘 태양전지 영역에서도 플렉서블 기술을 확립했다는 점에서 용도 확장이 기대되고 있다.
플렉서블 실리콘 태양전지와 PSC를 결합한 차세대 탠덤형 플렉서블 PV 개발도 기대되며 일반적인 야외 설치용 실리콘-PSC 탠덤형 태양전지 역시 최대시장이 될 것으로 예상되고 있다.
단결정 실리콘 태양전지는 변환효율 28-29%가 한계이며 중국은 수년 안에 28%를 달성할 것으로 예상되는 가운데 메이저들이 한계 향상을 위해 실리콘–PSC 탠덤형 태양전지 개발에 집중하고 있는 것으로 알려졌다.
탠덤형 태양전지는 이론적으로 43%가 한계로 추정되며 2030년경 상용화가 예상되는 탠덤형도 30% 이상의 변환효율을 확보할 것이 확실시되고 있다.
실리콘-PSC 탠덤형 태양전지가 상용화되면 대규모 태양광발전소에서도 기존 실리콘 태양전지를 대체할 것으로 예상된다. (윤우성 선임기자)