[녹색경제신문 = 정창현 기자] 한화솔루션 큐셀부문(이하 한화큐셀)이 차세대 태양전지 상용화의 중요한 전환점을 맞이했다. 한화큐셀이 자체 개발해 제작한 대면적 페로브스카이트-결정질 실리콘 탠덤 셀(이하 탠덤 셀)이 28.6%의 발전효율을 기록하며 독일 프라운호퍼 태양에너지 시스템연구소(Fraunhofer ISE)의 인증을 획득했다. 이는 현재 시중에서 판매되는 모듈에 적용 가능한 M10(330.56cm²) 규격의 대면적 탠덤 셀로는 세계 최초다.

탠덤 셀은 페로브스카이트 셀과 실리콘 셀을 적층하여 서로 다른 빛의 영역을 흡수함으로써 발전효율을 극대화한 차세대 태양전지다. 이론적으로 탠덤 셀의 발전효율 한계는 44%에 달하며, 이는 현재 실리콘 셀의 이론적 한계 효율인 29%보다 약 50% 높다. 한화큐셀은 이번 인증을 통해 연구용 소면적 태양전지가 아닌 상용화에 적합한 대면적 셀에서도 세계적 수준의 성과를 입증했다.

고효율 탠덤 셀의 상용화는 태양광 발전의 경제성과 효율성을 크게 향상시킬 전망이다.

현재 상용 실리콘 모듈의 발전효율이 23-24% 수준인데 반해, 탠덤 모듈은 26-27%에 도달할 수 있어 약 15% 더 많은 전력을 생산할 수 있다. 또한, 페로브스카이트 셀은 온도와 일사량 변화에 따른 출력 변화 폭이 적어 더운 기후나 흐린 날씨에서도 안정적인 전력 생산이 가능하다. 이러한 특성은 태양광 발전의 균등화발전원가(LCOE)를 낮추고 경제성을 더욱 강화할 것으로 기대된다.

한화큐셀은 조기 상용화 목표를 위해 대량 생산과 모듈 공정 적용이 가능한 제조기술 개발에 집중해왔다.

이번 탠덤 셀은 한화큐셀의 독자적인 퀀텀(Q.ANTUM) 기술로 제작된 하부 실리콘 셀과 대면적 페로브스카이트 박막 기술로 형성된 상부 셀을 결합한 결과물이다. 하부 셀은 상용 웨이퍼로 제작되어 대량 생산 공정에서도 손쉽게 적용할 수 있도록 설계됐다.

한화큐셀은 탠덤 셀과 모듈의 성능 및 장기 신뢰성 개선을 위한 연구개발을 지속적으로 추진한다는 방침이다.

연구개발은 한국 진천 공장과 판교 R&D센터, 독일 탈하임 R&D센터의 유기적인 협업을 통해 이루어지고 있다. 또한, 한화큐셀 장비개발센터는 양산을 위한 핵심 공정 설비를 자체 제작하고 있으며, 이를 고도화해 생산 기술의 내재화를 완성할 계획이다.

홍정권 한화큐셀 대표이사는 “태양광 시장의 ‘게임체인저’로 불리는 고효율 탠덤 셀이 상용화되면 태양광 에너지 효율과 경제성이 비약적으로 향상될 것”이라며 “한화큐셀은 연구개발에 더욱 정진해 세계 최초로 탠덤 셀 양산에 성공하고 기술경쟁력을 바탕으로 글로벌 태양광 시장을 주도해 나가겠다”고 밝혔다.