한화큐셀 태양전지, 달 표면 간다…우주태양광 실증 참여

한화큐셀이 차세대 태양전지 기술을 달 표면에서 검증하며 우주태양광 시장 선점에 나선다.

한화솔루션 큐셀부문(한화큐셀)은 9일 미국 항공우주국(NASA)이 지원하는 우주 과학기술 실증(SSTEF-1) 프로젝트에 차세대 태양전지인 페로브스카이트 기반 탠덤 셀 샘플을 공급한다고 밝혔다.

이번 프로젝트는 미국 이지스 에어로스페이스가 총괄, 미국우주항공국(NASA)이 지원하고 조지아 공과대학교 산하 비영리 응용연구기관인 조지아테크리서치기관(GTRI)가 참여하는 우주기술 실증 프로그램이다.

한화큐셀 독일법인이 제작한 탠덤 셀 샘플은 달 탐사선 표면에 설치돼 우주 환경 실증 데이터를 확보하는 데 활용된다.
실증 과정에서는 진공 상태, 큰 폭의 온도 변화, 자외선, 우주방사선 등 지상과 다른 조건에서 탠덤 셀이 안정적으로 작동하는지 확인한다. 한화큐셀은 해당 과정에서 얻은 데이터를 토대로 우주 환경에 맞는 태양광 기술 개발 방향을 구체화할 예정이다.

탠덤 셀은 페로브스카이트 상부전지와 실리콘 하부전지를 결합한 차세대 태양전지로 서로 다른 파장대의 빛을 활용해 기존 실리콘 단일접합 전지보다 발전 효율을 높일 수 있다. 한화큐셀은 지상용 탠덤 셀 제품의 상용화 시점을 오는 2029년으로 잡고 연구개발을 진행하고 있다.

우주용 태양광 분야에서는 효율뿐 아니라 무게와 내구성이 중요하다. 탠덤 셀은 기존 우주용 태양전지에 준하는 효율을 구현하면서도 같은 설비용량 기준으로 중량을 줄일 수 있어 발사 비용과 운용 효율 측면에서 경쟁력을 가질 수 있다.

지상용 탠덤 모듈 개발도 상용화 단계에 가까워지고 있다. 한화큐셀은 최근 자체 개발한 페로브스카이트 기반 탠덤 모듈로 국제전기기술위원회(IEC) 인증을 획득했으며 페로브스카이트 기반 탠덤 모듈이 해당 인증을 받은 것은 세계 최초다.

태양광 모듈은 셀을 단순 배열한 제품이 아닌 전기적 연결, 봉지재, 유리, 접합부 등 여러 소재와 공정이 결합된 제품인 만큼, 셀 효율이 높더라도 실제 옥외 환경에서 장기간 성능을 유지할 수 있는지 확인하는 모듈 단계의 신뢰성 검증이 상용화의 필수 관문으로 꼽힌다.
한화큐셀은 지난 2024년 12월 대면적 탠덤 셀에서 28.6%라는 당시 세계 최고 효율을 기록하고 독일 프라운호퍼 태양에너지시스템연구소(ISE)로부터 독립 검증을 받은 바 있다.

당시 성과가 셀 단위의 발전 성능을 입증한 것이라면 이번 인증은 모듈 형태의 제품이 장기 신뢰성 평가까지 통과했다는 점에서 의미가 있다.

한화큐셀의 탠덤 모듈은 글로벌 태양광 인증기관인 티유브이 라인란드(TÜV Rheinland)를 통해 자외선 노출(UV), 동적 기계하중(DML), 열사이클(TC), 습열(DH), 습동결(HF), 복합 시퀀스 테스트(UV, DML, TC, DH 조합) 등 주요 신뢰성 평가를 IEC와 미국 안전시험기관(UL)의 국제 표준 기준으로 통과했다.

해당 평가는 태양광 모듈이 실제 사용 환경에서 겪을 수 있는 조건을 재현해 내구성과 안전성을 확인하는 과정으로 제품 출시 전 거쳐야 하는 필수 검증 단계다.

한화큐셀은 탠덤 모듈의 실제 외부 환경 성능도 별도로 점검 중이다. 독일 한화큐셀 탈하임 연구개발센터와 제3자 실증기관에서 진행 중인 옥외 테스트는 각각 약 1년, 6개월째 이어지고 있으며, 회사 측은 현재까지 발전 성능이 안정적으로 유지되고 있다고 설명했다.

박승덕 한화큐셀 대표이사는 “우주태양광은 지상 태양광의 한계를 넘어 급증하는 전력 수요에 대응할 수 있는 미래 에너지원”이라며 “인공지능(AI) 데이터센터, 방산, 통신 등 안보와 밀접한 핵심 산업 전반에도 파급력이 큰 플랫폼 산업”이라고 말했다.

이어 “한화큐셀은 태양광 제조업에서 축적한 기술력과 시장 경쟁력을 바탕으로 우주태양광 시대를 여는 글로벌 재생에너지 솔루션 기업으로 도약하겠다”며 “이번 프로젝트는 지속가능한 에너지의 가능성을 우주까지 확장하는 중요한 전환점이 될 것”이라고 덧붙였다.


이지현 글로벌이코노믹 기자 hyunda92@g-enews.com