한화큐셀, 상용 면적 페로브스카이트 탠덤 셀로 세계 최고 전환 효율 달성

올 겨울 추위나 적설량이 어느 정도일지는 아직 잘 모르겠지만, 무더웠던 올여름에 그런 이야기가 있었죠. 이번 여름이 가장 시원한 여름일 거라는 이야기. 또 그런 얘기도 있습니다. 지금 자라나는 아이들은 매년 더 더워지는 세상을 만나고 있다고... 참 슬픈 얘기인 동시에 걱정이 커지는 얘긴데요. 환경 문제에 우리가 관심을 가진 건 오래된 거 같은데도 세상은 아직 더디게만 변하고 있습니다. 우리가 친환경에 더 관심을 가지고 행동하지 않고 있기 때문이겠죠. 그나마 최근엔 이런 환경 문제와 지속가능한 미래를 위해 기업들이 노력 중인데요.

 

페로브스카이트 셀과 실리콘 셀을 결합해 세계 최고 효율에 도전하다

 

매사추세츠 공과대학교가 발간하는 유력 매체 MIT 테크놀로지 리뷰(MIT Technology Review)가 올해 페로브스카이트(Perovskite) 광물을 기반으로 기존 태양광 셀의 효율을 확 끌어올리는 걸 목표로 하는 초효율 태양광 셀 기술을 2024년 10대 혁신 기술(10 Breakthrough Technology 2024)의 하나로 선정했다고 하는데요. 그와 함께 해당 기술 상용화에 성공할 걸로 유력한 글로벌 기업 중 하나로 한화큐셀을 선정했다고 하더군요. 한화큐셀은 이전에도 몇 번 소개해드린 것처럼 지속가능한 미래를 위해 전력하고 있는 우리나라를 대표하는 글로벌 에너지 기업이죠.

 

Super-efficient solar cells: 10 Breakthrough Technologies 2024

이미지 출처: 한화 보도자료

우리 주변에서도 점점 많이 자주 보이는 것처럼 태양광 발전은 빠르게 확산 중인데요. 국제에너지기구(IEA)에 따르면 태양광 발전 용량은 3년마다 두 배씩 증가하고 있어 2040년대가 되면 인류가 사용하는 최대의 에너지원이 될 거라고 하더군요. 문제는 이렇게 태양광 발전이 차세대 친환경 에너지의 대표주자가 되어가는 것과 달리 태양광 셀 기술은 슬슬 효율 상승의 한계에 직면하고 있다는 점입니다. 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 정도를 전환 효율이라고 하는데 현재의 주류인 실리콘 태양광 셀의 전환 효율의 한계는 29% 수준. 그게 앞서 MIT 테크놀로지 리뷰가 언급한 페로브스카이트 기술과 실리콘 기술을 접목한 페로브스카이트 탠덤 셀이 되면 44% 수준으로 한계 전환 효율을 높일 수 있을 걸로 기대된다고 하더라고요. 상부의 페로브스카이트층이 단파장의 빛을 흡수하고 하부의 실리콘층이 장파장의 빛을 흡수하면서 발전 효율의 잠재성을 높이기 때문인데요. 

 

이미지 출처: 한화저널

이미지 출처: 한화저널

이렇게 기존 태양광 셀의 효율을 개선할 수 있기 때문에 중국, 미국, 영국 등 세계 각국이 페로브스카이트를 활용한 차세대 태양광 기술에 대한 기술 개발과 상용화 경쟁에 치열한 상황. 그에 맞서 시장을 열어야 하는 한화큐셀은 페로브스카이트 텐덤 셀 조기 상용화와 양산을 위한 파일럿 라인을 한국 진천 사업장에 구축하고 공정 최적화와 생산성 검증 등을 진행하고 있다고 하더군요. 44%는 이론상 최대 목표이기에 현재는 실험실 차원에서 개발 중인데 한화큐셀의 경우 페로브스카이트-결정질 실리콘 탠덤 셀을 자체 개발해 세계 최고 수준의 발전 효율을 기록하며 차세대 태양전지의 최초 상용화 목표에 다가가고 있다고 합니다.

 

이미지 출처: 한화저널

이미지 출처: 한화저널

참고로 한화큐셀은 M10 사이즈 탠덤 셀에서 28.6%의 발전 효율을 기록해 국제적인 인증 기관 독일 프라운호퍼 태양에너지 시스템연구소(Fraunhofer ISE)로부터 인증을 받았다고 하더군요. 이론상 최대치인 44%에 비해서 생각보다 높지 않은 것 아니냐고 생각하실 수 있지만, 연구용의 작은 면적(1cm²)이 아니라 시중에 판매되는 모듈에도 적용할 수 있는 대형 면적 M10(330.56cm²) 크기로 만들어서 제3의 기관에서 인증을 받은 건 이번이 세계 최초라고 하더군요. 세계 최초라고는 해도 아직 원대한 목표에 다가가기 위해선 많은 연구와 노력이 필요해 보이는데 앞으로 탠덤 셀과 모듈의 성능 및 장기신뢰성을 높이기 위한 연구개발을 지속할 거라니 전환 효율도 점점 높여가고 상용화에도 빠르게 닿을 수 있겠죠. 전 세계에 다른 무엇보다 친환경 에너지원이 절실한 이때, 한화큐셀이 개발 중인 페로브스카이트-결정질 실리콘 탠덤 셀이 게임 체인저가 되어 지속가능한 미래를 열어주면 좋겠네요.^^

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한화큐셀, 상용 면적 탠덤 셀로 세계 최고 효율 달성 …차세대 태양전지 조기 양산 가시화 | 한

테크클립 #4 | 페로브스카이트로 실현하는 차세대 태양광 | 한화그룹

 

PS. 행복하고 건강한 크리스마스 보내세요.