탠덤PV, ‘차세대 태양전지’ 공장 가동…페로브스카이트 양산 검증 [카테고리 설정이 아직되어 있지 않습니다.] 20일(현지시각) 미국 캘리포니아에 페로브스카이트 태양전지 공장을 갖춘 탠덤PV 공장. / 출처 = 탠덤PV
수십 년간 연구실에 머물렀던 페로브스카이트 태양전지가 처음으로 공장 생산 단계에 들어섰다.
19일(현지시각) 미국 스타트업 탠덤PV는 자동화 생산라인을 갖춘 공장을 가동하며 양산 가능성 검증에 나섰다고 밝혔다.
페로브스카이트는 기존 실리콘 태양전지가 놓치는 파장의 빛까지 추가로 흡수할 수 있는 물질이다. 실리콘 태양전지 위에 해당 물질을 덧입히는 ‘탠덤 구조’를 적용하면 동일 면적에서 더 많은 전력을 생산할 수 있다. 다만 내구성과 대면적 생산 문제로 연구실 성과가 산업 생산으로 이어지지 못했다.
연구실 기술, 공장으로…페로브스카이트 양산 시험 돌입
탠덤PV는 캘리포니아 프리몬트 공장에서 페로브스카이트 코팅 공정을 적용한 패널 생산을 시작했다. 기존 실리콘 태양전지 위에 해당 층을 추가하는 방식이다. 회사 측은 실리콘 태양전지 효율이 약 22% 수준인 반면, 탠덤 구조 적용 시 30%까지 높일 수 있다 고 설명했다. 동일 면적 기준 발전량을 약 30% 이상 늘릴 수 있는 수준이다.
이러한 효율 개선은 단순한 발전량 증가를 넘어, 설치 면적과 인건비, 구조물 비용 절감으로 이어진다. 동일한 전력을 생산하는 데 필요한 토지와 장비 규모가 줄어들면서 전체 프로젝트 비용을 낮출 수 있다.
공장 가동의 핵심은 상업화 검증이다. 페로브스카이트는 실험실에서는 성과를 냈지만 산업 생산으로 이어지지 못했다.
프리몬트 공장은 이러한 격차를 확인하는 단계다. 연구개발 단계에서 제작하던 소형 샘플 대비 약 60배 크기의 패널을 생산할 수 있으며, 자동화 설비를 통해 공정 균일성 확보를 목표로 한다. 현재는 하루 10~20장 수준의 시험 생산 단계지만, 향후 수천 장 규모의 실증 프로젝트로 확대할 계획이다.
탠덤PV는 미국 주요 태양광 개발사들과 공급 계약을 맺고 실제 환경에서 성능 검증에 나설 예정이다. 고온·저온·고습·건조 등 다양한 조건에서 장기 안정성이 입증될 경우, 2028년에는 대형 공장을 통해 본격적인 상용 패널 생산에 들어간다는 계획이다.
내구성·규모 한계 여전…공급망 재편 변수로 부상
남은 과제는 분명하다. 현재 공장 생산 규모는 연간 약 40MW 수준으로, 기존 기가와트급 실리콘 태양광 공장과 비교하면 초기 단계다.
페로브스카이트는 시간이 지나면서 성능이 저하되는 특성이 있다. 수십 년 이상 운영되는 발전 설비에 적용하기 위해서는 내구성 검증이 필수다.
그럼에도 기술적 잠재력은 크다. 실리콘 태양전지는 이론적 효율 한계가 20% 후반대에 근접한 반면, 페로브스카이트 기반 탠덤 구조는 40% 중반까지 효율 향상이 가능할 것으로 전망된다. 효율 개선은 발전소 건설에 필요한 토지, 구조물, 인건비 절감으로 이어져 프로젝트 경제성에도 영향을 미친다.
이번 시도는 공급망 측면에서도 의미가 있다. 카나리미디어는 미국이 중국 중심의 태양광 제조 구조에서 벗어나기 위해 생산 기반을 확대해 왔지만, 대부분 기존 실리콘 기술을 반복하는 수준에 머물러 있다고 지적했다. 페로브스카이트는 기존 기술을 뛰어넘는 대안으로, 차세대 제조 경쟁력을 확보할 수 있는 가능성을 제시하고 있다.
미국 재생에너지 전문매체 카나리미디어는 페로브스카이트 기술이 공장 생산과 실제 운영 환경에서도 성능을 유지할 수 있을지가 상업화의 핵심 과제로 남아 있다고 보도했다.
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