▲ 2024년 4월 대구에서 열린 국제그린에너지엑스포 한화큐셀 전시 부스에 한화큐셀이 자체 개발하고 제작한 탠덤 셀이 전시돼 있다.[출처=한화큐셀]한화솔루션 큐셀 부문(이하 한화큐셀, 대표이사 홍정권)에 따르면 자체 개발해 직접 제작한 M10 사이즈 탠덤 셀이 28.6%의 발전효율을 기록해 국제적 인증기관인 독일 프라운호퍼 태양에너지시스템연구소(Fraunhofer ISE)로부터 인증을 획득했다.연구용 소면적(1cm2)이 아니라 현재 시중에 판매되고 있는 모듈에도 적용이 가능한 대면적 M10(330.56cm2) 규격의 탠덤 셀을 제작해 제3자 기관의 인증을 받은 것은 세계 최초다.한화큐셀이 연구개발 중인 탠덤 셀은 서로 다른 영역대의 빛을 흡수하는 실리콘 셀과 페로브스카이트 셀을 적층시켜 발전 효과를 극대화하는 차세대 태양전지다.양산에 적합한 규격의 페로브스카이트-결정질 실리콘 탠덤 셀(이하 탠덤 셀)을 자체 개발, 제작했다. 세계 최고의 발전효율을 기록하며 차세대 태양전지의 최초 상용화 목표에 가까이 다가섰다.학계에 따르면 탠덤 셀의 이론적 한계 효율은 44%에 달해 시중 실리콘 셀의 이론적 한계 효율인 29%에 비해 약 50% 높다.고효율 탠덤 셀의 상용화는 재생에너지 전환의 속도와 경제성을 대폭 높여줄 것으로 예상된다. 23~24% 수준의 발전효율을 지닌 시중 실리콘 모듈 대신 26~27% 수준의 발전효율을 지닌 탠덤 모듈을 설치하면 약 15%의 전력을 더 생산할 수 있다.또한 페로브스카이트는 온도와 일사량 변화에 따른 출력 변화 폭이 작기 때문에 이를 활용한 탠덤 셀은 더운 기후나 흐린 날씨에도 실리콘 단일 셀에 비해 많은 전력을 안정적으로 생산한다.이렇게 같은 면적의 땅에서 더 많은 전력을 생산하게 되면 태양광 발전의 LCOE(균등화발전원가)가 낮아지고 경제성이 향상된다.한화큐셀은 탠덤 셀의 조기 상용화에 초점을 둬 대량 생산 및 모듈 공정에 적용이 가능한 제조기술을 개발하는 데 주력했다.한화큐셀의 탠덤 셀은 회사 고유의 퀀텀(Q.ANTUM) 기술로 제작한 하부 실리콘 셀과 독자 개발한 대면적 페로브스카이트 박막(薄膜) 형성 기술을 적용한 상부 셀로 이뤄졌다.하부 셀은 상용 웨이퍼로 만들어져 향후 모듈 공정에 용이하게 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 한화큐셀은 탠덤 셀과 모듈의 성능 및 장기신뢰성 개선을 위한 연구개발을 지속 수행할 계획이다.특히 탠덤 셀 시험생산 라인을 운영 중인 한국 진천 공장과 독일 탈하임R&D센터, 그리고 판교R&D센터의 유기적 협업을 토대로 선도적 상용화를 실현할 방침이다.차세대 태양전지 제조장비 연구개발을 수행 중인 한화큐셀 장비개발센터는 양산을 위한 핵심 공정 설비를 제작했고, 추후 연구를 지속 고도화해 공정 설비의 내재화를 완성할 계획이다.한화큐셀 홍정권 대표이사는 “태양광 시장의 ‘게임체인저’로 불리는 고효율 탠덤 셀이 상용화되면 태양광 에너지 효율과 경제성이 비약적으로 향상될 것이다. 한화큐셀은 연구개발에 더욱 정진해 세계 최초로 탠덤 셀 양산에 성공하고 기술경쟁력을 바탕으로 글로벌 태양광 시장을 주도해 나가겠다”고 강조했다.

▲ 일본 에네코트테크놀로지스의 공장 전경 [출처=홈페이지]일본 신재생에너지업체인 에네코트테크놀로지스(エネコートテクノロジーズ)에 따르면 2024년부터 자체 개발한 차세대 태양전지인 '페로브스카이트 태양전지'의 실증실험을 시작할 계획이다. 약 1년 동안 진행한다.실증실험을 시작할 장소는 홋카이도 도마코마이시의 물류시설이다. 이 사업에 이휘, 도마코마키부두 등이 참여하며 이휘는 에네코트테크놀로지에 투자했다.페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트로 불리는 결정구조를 이용한 차세대 태양전지다. 실리콘계 태양전지에 비해 얇고 가벼우며 플렉시블하기 때문에 설치 대상이나 장소가 무한하다.부두에 있는 물류창고의 지붕, 벽면 등에 태양전지판을 설치해 발전 효율, 염해·강설 지역에서의 내구성, 기존 건물의 지붕이나 건물 곡면에 설치하는 방법 등을 검증할 방침이다.도마코마이시는 흐린 날이 많고 항만 지역 자체가 습도가 높고 염도가 있어 태양전지를 설치하기에 적당한 지역은 아니다. 하지만 저조도에 악조건 속에서 진행하는 실험이라 좋은 데이터를 확보할 수 있을 것으로 전망된다.에네코트테크놀로지는 교토대에서 시작한 스타트업으로 태양전지의 재료에 대한 기술과 성막 기술의 개발에 주력하고 있다. 2023년 4월 모듈 변환 효율이 19.4%에 달하는 고효율 필름형 페로브스카이트 태양전지를 개발했다.

▲ 일본 화학회사인 세키스이화학공업(積水化学工業)의 빌딩 내부 전경 [출처=홈페이지]일본 화학회사인 세키스이화학공업(積水化学工業)에 따르면 도쿄도와 국내 최대 규모의 필름형 페로브스카이트 태양전지의 실증 실험을 시작했다. 공동 연구기간은 2025년 1월까지다.필름형 페로브스카이트 태양전지의 설치 장소는 도쿄도 오타구에 있는 모리가사키물재생센터이다. 태양전지를 수처리 시설의 반응조 복개 상부에 설치해 발전효율과 내부식성 등을 검증한다.약 9제곱미터의 면적에 크기가 다른 3가지 종류의 태양전지를 각각 3장을 설치한다. 정격 출력은 약 1킬로와트에 달한다.페로브스카이트 태양전지는 파이프에 붙일 수 있을 정도로 얇고, 가볍고, 구부러지는 특성을 보유하고 있다. 실증실험을 거친 후 해외에 수출할 게획이다.

일본 전자기기업체인 파나소닉(パナソニック)에 따르면 2021년 2월 1일 국내외 태양전지 생산을 중단한다고 발표했다. 생산 업무는 철수하지만 판매는 계속할 계획이다.태양전지 생산 공장은 각각 국내에서 시마네공장(島根工場), 니시키노하마공장(二色の浜工場)이 있으며 해외에는 말레이시아 공장이었다.각 공장의 생산을 2021년에 중단하며 니시키노하마공장은 태양전지 연구개발기능도 축소한다. 국내 공장의 직원들은 같은 공장 내의 성장 분야로 이동시킬 계획이다.▲파나소닉(パナソニック) 로고

일본 IoT 제조업체인 우후루(Uhuru Corporation)에 따르면 'CES 2019'에서 셀룰러 LPWA 및 태양 전지를 사용하는 개인 경보장치인 '솔라모리(Solarmori)'를 공개했다.최근 모든 산업분야에서 사물인터넷(IoT) 장치 사용이 급속히 증가하고 있다. 사물인터넷 장치의 수는 2020년까지 약 300 억개에 도달할 것으로 예상된다.스마트 도시와 물류 산업은 전력 공급없이 오랫동안 계속 작동하는 사물인터넷 장치를 필요로 한다. 팔레트, 화물, 다양한 차량 및 근로자와 같은 모든 이동하는 사람들을 오랫동안 계속 감지하기 위한 목적이다.특히 사물인터넷 센서의 전원 공급 장치를 보호하는 것은 산업용 사물인터넷 운영자에게 가장 큰 과제 중 하나였다.우후루는 Orchestration Service5를 통해 사물인터넷 솔루션 및 비즈니스 개발을 위한 다양한 노하우를 축적해왔다. Orchestration Service5는 에지 장비 및 클라우드의 통합 개발과 관리를 가능하도록 지원한다.또한 우후루는 5G의 미래를 대비해 2018년 7월 소프트뱅크(SoftBank Corp)와 자본 및 사업제휴를 체결했다. 이를 통해 광역 통신망을 가능하게하는 셀룰러 LPWA의 연구 개발에 착수해 솔라모리의 개발을 완료했다.솔라모리는 주변위험으로부터 안전을 보장하는 지킴이로서의 역할을 보다 효율적으로 구현할 수 있을 것으로 기대된다.▲ Japan-Uhuru-IoT▲ 우후루(Uhuru)의 솔라모리 홍보자료(출처 : 홈페이지)

일본 전자기기업체 교세라(京セラ)에 따르면 2018년 가을경 태양전지 셀 제조공장을 2거점에서 1거점으로 축소하기로 결정했다.향후 태양광 사업환경이 2년간 침체할 것으로 전망되기 때문에 생산량을 20%로 감축하려는 것이다. 특히 일본내 태양광 시장이 축소되고 있어 수익율이 떨어지고 있기 때문으로 태양광 에너지사업의 핵심 부품인 셀 생산 체제를 정비할 방침이다.태양광 셀 생산공장 시가현(滋賀県)내 시가요카이치시공장의 생산 라인을 시가야스공장으로 이전한다. 시가요카이치시공장은 수십억엔을 투자해 반도체 제조 장치용 세라믹 부품을 생산할 예정이다.반도체 호황으로 제조장비업체로부터 주문이 급증하고 있기 때문이다. 향후 2019년 3분기에는 전분기 대비 약 1.5배 이상 생산량을 늘릴 계획이다.▲ Japan_Kyocera_Logo▲ 교세라(京セラ) 로고

미국 베터리제조사 테슬라파워월(Tesla Powerwall)에 따르면 2017년 4월 오스트레일리아 주택에 설치가능한 가정용 태양전지배터리시스템 두번째 버전을 출시할 예정이다.가격은 첫번째 버전과 동일하지만 효율성은 2배로 전기요금을 크게 절약할 수 있다. 시스템의 크기는 첫번째 버전 대비 30% 더 작아졌지만 사용가능한 저장용량은 6.4kWh에서 13.2kWh로 2배나 확대됐다.단 태양광패널을 설치하는 비용은 포함되지 않았는데 초기비용은 1만달러로 저렴하지 않다. 이미 태양광패털이 설치되어 있는 가정일 경우 전기요금 절약이 가능하다. 테슬라파워월은 글로벌 전기자동차 및 배터리제조사 테슬라(Tesla)의 자회사로 오스트레일리아에서 가정용 배터리저장시스템을 판매하고 있다.▲Tesla Powerwall 홈페이지

일본 전자기기업체 샤프(シャープ)는 2016년 10월 태양전지를 탑재해 스마트폰 충전을 할 수 있는 의자를 개발했다고 발표했다.인공위성에 사용되는 고효율 태양광패널을 의자 등받이 뒷면에 부착한 것으로 축전지에 충전이 완료되면 스마트폰 1대당 15분으로 총 12대 충전이 가능하다.당사는 이달 28일부터 약 1년간 스타벅스재팬 도쿄 도내 3점포에 도입할 계획이다.▲태양전지 탑재한 의자 이미지(출처 : 샤프)

일본 후쿠시마대학(福島大学)은 2016년 10월 신문지보다 얇은 두께 53미크론(0.053밀리미터) 결정 실리콘 태양전지를 개발했다고 밝혔다.두께가 얇아 가볍고 재료를 절감할 수 있어 가격이 저렴한 것이 특징이다. 건축물, 휴대기기, 자동차 등 다양한 분야에 적용할 수 있는 태양전지로 활용될 것으로 전망된다.

토요타자동차는 2016년 가을에 발매하는 플러그인하이브리드카(PHV)에 파나소닉의 태양광발전패널을 채용한다고 발표했다.신형 PHV인 '프리우스PHV'는 차의 루프에 장착된 태양광발전패너로 발전한 전력을 사용해 주행하기 때문에 효율이 높은 파나소닉제품을 채용한 것으로 보인다. 주택지붕 용도로 판매한 파나소닉제 'HIT태양전지' 180킬로와트짜리를 유리에 끼워서 루프에 설치하는 것으로 태양열전지판을 주행용 전력에 쓰는 것은 이번이 처음이다. HIT는 고온에서도 발전능력의 저하가 쉽게 발생하지 않기 때문에 루프위에서도 안정적인 발전이 예상된다. 파나소닉은 이번 채용을 기회로 텔레비전 등의 음향, 영상 기술을 차량기기에도 적용하는 사업을 추진하는 등 차량기기사업을 확대할 계획이라고 밝혔다.▲ 2▲신형 PHV인 프리우스PHV(출처 : 토요타)▲ 1▲프리우스PHV에 설치된 태양광발전패널