한화큐셀 태양광 발전 방향 (페로브스카이트, 탠덤셀)

한화큐셀은 페로브스카이트(Perovskite)의 선두주자이다. 페로브스카이트는 태양광 전지의 꿈의 소재로 기존 실리콘 태양광전지보다 우위에 있어 태양광 시장의 게임체인저가 될 수 있다는 평가를 받는 물질이다. 이에 한화는 태양광시장에서 메이저로 성장하기 위해 페로브스카이트 연구개발에 박차를 가하고 있는 상황이다.

페로브스카이트(Perovskite)

1839년 러시아 우랄산맥에서 발견된 광물로 광전효율이 높고 액체 상태에서도 공정이 가능한 태양전지의 꿈의 물질이다. 기존 실리콘 태양광전지의 60분의 1 두께로 양산이 가능하며, 제조공정이 기존보다 간단해 제조 원가도 기존대비 4분의 1 수준으로 형성할 수 있다. 

 

하지만 아직 양산화가 어려운 이유는 유기물을 사용해 수분과 고온에 취약하기 때문이다. 태양광전지는 극한의 고온고습 환경에서도 내구성이 담보되어야 한다. 현재 이 문제를 해결하기 위해 페로브스카이트에 납(Pb)를 사용하는 방향으로 연구가 진행되고 있다. 하지만 이 방식은 납 사용으로 인해 환경 문제가 발생할 우려가 있어 양산 적용에 한계성이 있다.

페로브스카이트

 

이에 페로브스카이트 내구성에 대한 해결책이 나오기까지 한화큐셀은 중간 기술을 개발하고 적용할 예정이다.

탠덤셀

탠덤셀은 실리콘 태양광전지와 페로브스카이트의 중간 단계  기술로, 실리콘 셀 위에 페로브스카이트로 만든 얇은 셀을 적층하여 만든다. 실리콘 셀(장파장 흡수) 위에 페로브스카이트 셀(단파장 흡수)을 쌓아 서로 다른 파장의 빛을 흡수하게 함으로써 광효율을 획기적으로 높인 기술이다. 기존 실리콘 태양광전지 효율이 29.1%인 반면 탠덤셀은 44%의 효율을 보인다.

 

고효율을 보이는 탠덤셀은 대부분의 국가에서 연구개발 중에 있지만 대규모 양산이 어려워 소면적(1cm²) 생산이 대부분이다. 하지만 한화큐셀은 지속적인 연구개발을 통해 6인치(15.24cm²)까지 확대시키며 양산 수준의 기술 도달에 성공했다. 이에 한화큐셀은 기술 부문에서 이니셔티브를 지닐경우 차세대 태양광시장 선도뿐만 아니라 공급망 이슈에서도 자유로워질 수 있다. 중국 등 일부 국가에서만 생산되는 실리콘(폴리실리콘)에서 탈출할 수 있어 공급망 문제에서도 한층 자유로워질 수 있기 때문이다. 이는 중국산 원재료 사용을 지양하는 미국의 IRA법안에도 맞닿아 있어 한화솔루션이 세계 태양광 패권을 잡기 위한 초석이 될 기술이다.

 

탠덤 셀

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