페로브스카이트 탠덤셀 시대 개막, 한화큐셀·미·중·유럽의 대전쟁 시작

페로브스카이트 탠덤셀 시대 개막, 한화큐셀·미·중·유럽의 대전쟁 시작

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□ 3줄 요약


1. 실리콘 태양전지는 효율과 가격 모두 정체기에 접어들며 페로브스카이트와 실리콘을 적층한 ‘탠덤셀’이 차세대 태양광 핵심 기술로 떠오르는 중


2. 중국·유럽·미국이 상용화 경쟁에 뛰어들었고 한국 정부는 2028년 상용화 착수, 2030년에 세계 최초 수준 상용화를 목표로 국가 프로젝트를 추진하고 있음


3. 한국은 실리콘 양산 경험과 페로브스카이트 원천기술을 모두 갖춘 드문 국가로 앞으로 3년에서 5년이 글로벌 주도권을 결정할 핵심 시기임

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□ 왜 탠덤 태양전지가 필요한가


태양광 산업의 중심이었던 실리콘 셀은 최근 효율 향상이 정체 구간에 들어선 상태임


단일 접합 실리콘의 이론적 최대 효율은 32퍼센트에서 33퍼센트 수준이며


결정질 실리콘 기준 실질 상한은 29퍼센트대인 것으로 알려져 있음


PERC, TOPCon, HJT로 이어진 고효율 공정도 대부분 완성 단계에 가까워 기존 실리콘만으로 태양광 기술의 도약을 만들기 어려운 환경이 됨


이런 상황에서 등장한 기술이 페로브스카이트와 실리콘을 적층한 탠덤셀 구조임


두 층이 서로 다른 빛 파장대를 흡수해 발전량을 크게 높일 수 있으며 연구실 기준 효율은 이미 34퍼센트를 넘음


단위 면적당 발전량이 높은 기술이기 때문에 지붕, 외벽, 도심형 태양광, 차량용 모듈 등 공간 제약이 큰 분야에서 특히 강점을 발휘함


AI 데이터센터 확대로 전력 수요가 급증하는 가운데 고효율 태양광의 전략적 가치는 더욱 커지는 상황임


탠덤셀은 단순한 효율 개선 기술을 넘어 에너지 구조 전환에 직접 연결되는 차세대 기술로 평가받는 중임


□ 글로벌 상용화 경쟁 본격화


중국은 기존 실리콘 생산 인프라를 거의 그대로 활용할 수 있어 탠덤 양산 전환 속도가 가장 빠르게 진행되고 있음


롱지는 상용 M6 웨이퍼 기반 탠덤 셀에서 30퍼센트대 효율을 인증받았고


소면적 디바이스에서는 34퍼센트를 넘어서는 결과를 발표함


트리나솔라는 31퍼센트대 고효율 탠덤셀을 공개했고


GCL은 약 2천50제곱센티미터 규모 모듈에서 27퍼센트대를 달성한 후 29퍼센트대까지 성능을 끌어올린 바 있음


유럽에서는 옥스퍼드PV가 기술 경쟁의 중심에 있음


옥스퍼드PV는 주거용 60셀 크기의 탠덤 모듈에서 26.9퍼센트 효율을 인증받았고 2025년 말 상업 출하 계획을 밝힌 상태임


유럽은 대규모 생산능력은 중국보다 작지만 연구, 검증, 측정 표준화 생태계에서는 가장 안정적이라는 평가를 받음


미국과 일본은 응용 중심 전략을 택하는 중임


건물일체형 태양광, 차량용, 소형 모듈 등 실리콘으로는 구현이 어려운 시장을 중심으로 탠덤 기술을 도입하고 있으며


IRA 지원으로 생산 생태계도 점차 확대되는 흐름임


여러 시장 조사 결과에 따르면 페로브스카이트 기반 태양전지 시장은 2025년에 수억 달러 규모에서 출발해


2034년과 2035년 무렵에는 수십억 달러대로 성장해 실리콘 모듈 가격과 비슷한 수준까지 가까워질 것으로 예상됨


또한 초기 상업 출하는 2024년과 2025년에 이미 시작되었으며 본격적인 확산은 2027년 이후로 전망됨


□ 한국의 전략과 경쟁 우위


한국 정부는 ‘초혁신경제 15대 선도 프로젝트’에서 차세대 태양광을 핵심 과제로 지정했음


2028년에 상용화 단계로 진입하고 2030년에는 세계 최초 수준의 상용화를 목표로 제시했으며


셀 효율 35퍼센트, 모듈 효율 28퍼센트라는 도전적 목표도 함께 제시함


내년 관련 R&D 예산은 336억원이 배정되어 기술 개발, 신뢰성 검증, 국제 표준 준비 등을 병행할 계획임


한국이 이 목표에 가장 근접한 국가 중 하나인 이유는 세 가지임


첫째, 한국은 실리콘 태양광을 대규모로 양산해본 경험을 가진


기술자 집단을 갖추고 있어 공정 전환과 품질 관리에서 경쟁 우위를 가짐


둘째, KAIST, UNIST, KRICT 등 국내 연구기관은 페로브스카이트 분야에서


국제 논문과 특허 상위권을 꾸준히 유지해 원천기술 경쟁력이 강함


셋째, 한국 제조업은 경량 모듈, BIPV, 프리미엄 고효율 모듈 등


다양한 형태의 생산에 유연하게 대응할 수 있어 탠덤셀 응용 시장에 빠르게 진입할 수 있음


산업계에서는 한화큐셀이 핵심 역할을 맡고 있음


M10 규격 탠덤셀에서 28.6퍼센트 효율을 기록했고 프라운호퍼 인증까지 획득했으며 IEC와 UL의 신뢰성 검사도 통과함


충북 진천의 파일럿 라인은 향후 양산 공정 전환을 위한 테스트베드 역할을 하고 있고


HD현대에너지솔루션도 HJT 기반 탠덤 개발에 참여하며 생태계가 확장되는 중임


□ 남은 과제와 향후 10년 시나리오


탠덤셀은 잠재력이 크지만 상용화를 위해 해결해야 할 기술적 과제도 존재함


대면적 공정 균일도, 수분과 열화에 대한 내구성, 25년 보증을 충족할 장기 신뢰성


납 성분 사용에 대한 환경 규제 대응, 국제 표준·측정 체계의 미구축


중국은 양산 속도, 유럽은 기술 신뢰성, 미국은 응용 확산이라는 강점을 기반으로 경쟁하는 구조임


한국도 이들보다 늦지 않은 속도로 양산 체제 전환을 완성해야 주도권을 확보할 수 있음


향후 전망


2025년~2027년
중국과 유럽 중심의 파일럿 라인 확대 한국 기업들의 인증과 시제품 개발 가속


2028년
한국, 중국, 유럽의 첫 상용화 경쟁 본격화
한화큐셀, 옥스퍼드PV, 롱지의 3강 경쟁 구도 가능성


2030년
가격 격차가 좁아지며 주요 프로젝트 중심으로 탠덤 도입 확대


2032년 이후
글로벌 태양광 구조가 실리콘 중심에서 탠덤 중심으로 이동


도심형 태양광, 데이터센터 인근 분산전력, 건물일체형 설비에서 대규모 확산 예상


탠덤셀은 국가 에너지 전략과 산업 경쟁력을 동시에 좌우할 수 있는 전환 기술임


앞으로 5년이 한국의 주도권 확보를 결정할 핵심 시기가 될 전망임