실리콘 태양전지는 꾸준한 기술개발을 통한 효율향상과 단가절감으로 세계 태양광 시장의 90% 이상을 점유 중이다. 이는 설치관련 간접비용이 상대적으로 높은 우리나라에서도 태양광을 신‧재생에너지 중 가장 저렴한 에너지원으로 만드는데 기여했다. 상용 태양전지 효율이 이론한계인 29.4%에 근접함에 따라 최근 '탠덤' 태양전지 혁신기술의 필요성도 대두되었다.

서로 다른 파장의 태양빛 흡수대역을 갖는 재료를 적층하여 태양광 스펙트럼 활용을 극대화하는 ‘탠덤’ 태양전지는 우주 활용 상용기술인 효율 30% GaAs 소재 기반 화합물 반도체 태양전지나 45% 이상 초고효율 다중접합 집광기술을 고려할 때 그 개념이 새로운 것은 아니다. 기존 기술로는 비용편익적 탄소중립 기여가 어렵기 때문에 저가 소재‧공정의 탠덤 태양전지 연구개발과 조기 상용화가 절실한 것이다.

페로브스카이트 소자는 단기간 고효율 달성으로 학계에서 급부상했으나, 실리콘의 대체를 의미하지는 않는다. 두 소재를 이중접합 탠덤소자로 접목하면 단일접합으로는 불가능한 44% 이론효율을 가지므로 실리콘 기술이 주류인 산업계에서도 주목받는 것이다. 우리나라는 페로브스카이트 원천기술뿐 아니라 글로벌 시장에서 인정받는 태양광 기업들을 보유하고 있어 더욱 경쟁력이 있다.

스위스 전자‧미세기술센터(CSEM) 및 로잔연방공대(EPFL)는 지난 주 페로브스카이트-실리콘 탠덤소자 효율 31.25%로 세계 최고기록을 달성했다고 발표했다. 1 cm2 소면적으로 얻은 결과지만 독일 헬름홀츠베를린센터(HZB)가 지난해 달성한 29.8%를 갱신했을 뿐 아니라 저가 재료와 공정을 사용하여 30%를 능가한 첫 결과로 그 의미가 크다. 한편, 미국 태양광 모듈 주거용·상업용 시장 점유율 1위 기업인 한화큐셀은 정부과제와 연계한 차세대 기술개발에 주력하여 지난 달 말 6인치 대면적 탠덤 셀 개발에 성공, 2025년 세계 최초 양산을 목표로 매진 중이라고 밝혔다. 이는 소면적 기술과 크게 차별되어 고무적이나 전 세계적으로 경쟁이 치열하기에 국가적 역량 집중이 요구된다.

실리콘 잉곳·웨이퍼뿐 아니라 셀·모듈에 이르기까지 태양광 글로벌 가치사슬에 대한 중국 점유율이 높아 우려도 크나, ‘중국만 배 불린다’는 이유로 태양광 보급을 주저하는 나라는 없다. 전 가치사슬 영역에 국내 기업들이 포진해 있던 과거에도 세계 태양광 확대 전망은 명백했으나 국가 정책이 부족했던 것이 사실이다. 그러나 에너지 분야를 비롯한 여타 산업군 내 수많은 제품·기술들이 외국산인 마당에 모든 가치사슬에 국산만 고집할 수도 없다.

지금은 포스트 실리콘 시대를 위한 고부가가치 기술의 토대를 마련함과 동시에 무엇보다 한화큐셀, 현대에너지솔루션 등 세계에서 인정받는 우리 태양전지 양산기업이 기술력을 바탕으로 독보적 경쟁력을 가지도록 상용 실리콘 기반 차세대 기술의 핵심가치사슬 확보가 시급하다. 초격차기술 개발과 첨단소재·부품·장비산업 강화로 탄소중립의 주요수단인 태양광을 국가전략사업으로 육성하는 것이 중요하다. 빌게이츠가 그의 책 '기후재앙을 피하는 법'에서 얘기한 것처럼 혁신은 기술‧정책‧시장 세 가지에 동시 집중할 때 가능한 것이다. 우리 정부는 지난 5일 국무회의에서 ‘새정부 에너지정책 방향’을 심의·의결하고 발표했다. 기후변화 대응, 에너지 안보 강화, 에너지 신산업 창출을 통한 튼튼한 에너지 시스템 구현이라는 목표에 부응하도록 태양광 기술혁신을 위한 산업생태계 조성에 정부의 정책적 지원을 기대한다.

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