한화큐셀, 달에서 탠덤셀 검증…차세대 태양광 선점 경쟁 본격화

[경제일보] 한화큐셀이 차세대 태양전지인 페로브스카이트 기반 탠덤셀을 달에 보낼 준비를 하며 관심을 모으고 있다. 단순한 우주 실험을 넘어 차세대 태양광 기술 주도권 경쟁에서 우위를 확보하기 위한 행보라는 분석이다. 중국 기업들이 생산능력을 앞세워 글로벌 태양광 시장을 장악한 가운데 한화큐셀은 고효율 탠덤 기술을 앞세워 차별화에 나선다.

10일 업계에 따르면 한화큐셀은 미국 항공우주국(NASA)이 지원하는 SSTEF-1(Space Science & Technology Evaluation Facility) 프로젝트에 참여해 탠덤셀 샘플을 공급한다. 미국 조지아공과대학교 산하 연구기관인 GTRI는 달 탐사선에 한화큐셀의 탠덤셀을 탑재해 우주 환경에서의 성능과 신뢰성 검증에 나선다.

이번 프로젝트의 핵심은 발전 효율이 아니라 신뢰성 검증이다. 우주 공간은 진공 상태와 극심한 온도 변화, 강한 자외선, 우주 방사선 등 지상과 전혀 다른 환경이다. 한화큐셀은 달 표면 실증을 통해 확보한 데이터를 바탕으로 향후 우주 환경에 적합한 태양광 기술 개발 방향을 구체화할 계획이다.

실증에 사용되는 제품은 한화큐셀 독일 탈하임 연구개발(R&D)센터가 자체 기술로 개발한 페로브스카이트 기반 탠덤셀이다. 탠덤셀은 페로브스카이트 상부전지와 실리콘 하부전지를 결합해 서로 다른 파장의 빛을 활용하는 구조다. 기존 실리콘 셀보다 높은 효율을 구현할 수 있어 차세대 태양전지로 평가받는다.

한화큐셀은 지난해 대면적(M10 규격) 탠덤셀에서 28.6%의 변환효율을 기록했다. 이는 당시 세계 최고 수준으로 독일 프라운호퍼 태양에너지시스템연구소(Fraunhofer ISE)의 검증도 받았다. 최근에는 페로브스카이트 기반 탠덤 모듈로 세계 최초 국제전기기술위원회(IEC) 인증까지 획득하며 상용화 가능성을 입증했다.

업계가 탠덤 기술에 주목하는 이유는 단순히 효율이 높아서만은 아니다. 같은 면적에서 더 많은 전력을 생산할 수 있는 데다 동일한 발전량 기준으로 모듈 수와 설치 면적을 줄일 수 있기 때문이다. 특히 무게와 공간이 중요한 우주 환경에서는 기존 태양전지 대비 경쟁력이 더욱 커질 수 있다는 평가가 나온다.

한화큐셀이 우주 실증에 나선 배경에는 글로벌 태양광 시장의 경쟁 구도도 자리하고 있다. 현재 태양광 시장은 중국 기업들이 압도적인 생산능력을 바탕으로 주도하고 있다. 글로벌 생산능력 기준 상위권 대부분을 중국 업체들이 차지하고 있으며 공급 과잉에 따른 가격 경쟁도 심화되는 상황이다.

한화큐셀 관계자는 "탠덤 기술은 누가 먼저 상용화하느냐가 매우 중요한 분야"라며 "중국 업체들도 적극적으로 개발하고 있어 경쟁이 치열하다"고 말했다.

실제로 태양광 업계에서는 차세대 셀 기술 확보가 향후 시장 판도를 바꿀 변수로 꼽힌다. 기존 실리콘 태양전지는 효율 향상에 한계가 있는 만큼 차세대 고효율 기술을 먼저 상용화하는 기업이 미래 시장을 선점할 가능성이 높기 때문이다. 한화큐셀은 내부적으로 2029년을 탠덤 기술 상용화 목표 시점으로 설정하고 연구개발을 진행 중인 것으로 알려졌다.

이번 달 실증 역시 단순한 연구 과제를 넘어 미래 시장 선점을 위한 포석으로 해석된다. 최근 AI 데이터센터와 위성통신, 우주산업 확대에 따라 안정적인 전력 공급 기술의 중요성이 커지면서 우주태양광에 대한 관심도 높아지고 있다.

업계에서는 미국과 중국, 일본 등이 우주태양광 기술 확보 경쟁에 뛰어든 가운데 태양광 기술력을 보유한 기업들의 역할도 확대될 것으로 보고 있다. 특히 발사체·위성·통신·에너지 기술이 결합되는 우주산업 특성상 그룹 차원의 시너지 가능성도 주목받고 있다.

다만 상용화까지는 상당한 시간이 필요할 전망이다. 한화큐셀 측도 우주태양광 사업을 아직 초기 단계로 보고 있다. 현재는 달 실증을 통해 기술 데이터를 확보하고 차세대 탠덤 기술 완성도를 높이는 데 집중하고 있다는 설명이다.

태양광 업계 관계자는 "우주태양광은 아직 미래 기술에 가깝지만 AI와 우주산업 발전으로 관련 시장이 예상보다 빠르게 성장할 가능성이 있다"며 "탠덤 기술 경쟁은 단순한 태양광 효율 경쟁을 넘어 미래 전력 인프라 주도권 경쟁으로 확대되고 있다"고 말했다.

한화큐셀이 달로 보낸 탠덤셀은 아직 작은 실험 장비에 불과하지만, 중국이 장악한 기존 태양광 시장을 넘어 차세대 에너지 시장의 주도권을 확보하기 위한 경쟁은 이미 시작됐다는 평가가 나온다.