태양광, 더 이상 발전 효율로 막히지 않는다?
태양광 산업은 지난 20년간 엄청난 발전을 이뤄냈습니다.
하지만 단 하나, **‘효율의 벽’**은 여전히 태양광의 확장에 걸림돌이었습니다.
기존 실리콘 태양광은 **이론상 최대 효율 29%**에 가까워지고 있지만, 실제 상용 패널은 20% 내외 수준에 머무르고 있습니다.
이러한 상황에서 등장한 신기술이 바로 ‘탠덤 태양광 패널(Tandem Solar Cell)’,
즉 이종 소재를 겹쳐 사용하는 태양전지입니다.
지금 전 세계 에너지 기업과 소재기업이 주목하는 꿈의 태양광이기도 하죠.
탠덤패널이란?
탠덤패널(Tandem Panel)은 두 가지 다른 종류의 태양전지를 층층이 겹쳐 만든 구조로,
각각의 소재가 서로 다른 파장의 빛을 흡수하여 전체 효율을 높입니다.
예: 페로브스카이트 + 실리콘 탠덤
- 상단: 페로브스카이트(단파장 흡수)
- 하단: 실리콘(장파장 흡수)
→ 기존 대비 최대 35% 이상 효율 기대
왜 탠덤이 주목받는가?
✅ 1. 기존 기술의 한계를 넘어서는 방식
- 실리콘 단독 셀의 효율 한계를 보완
- 기존 인프라와 결합 가능성 높음
✅ 2. 높은 경제성 확보 가능
- 소재 원가가 저렴한 페로브스카이트 사용
- 효율이 높아지면 설치 면적·BOS 비용 절감
✅ 3. 탄소중립 시대에 ‘혁신 기술’로 부상
- 더 적은 패널로 더 많은 전력 생산 → 탄소배출 줄이고 ROI 개선
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기술 구조: 어떻게 작동할까?
탠덤패널은 기본적으로 다음 구조를 따릅니다.
- 빛이 입사되면 상단 셀이 먼저 고에너지 파장을 흡수해 전기를 생성
- 남은 저에너지 파장은 하단 셀로 통과되어 추가 전기 생성
- 두 셀의 전류/전압을 조정해 효율 손실 없이 출력
이를 통해 기존 실리콘 셀 효율(20~22%)보다 10% 이상 향상 가능하다는 점에서
차세대 태양광의 게임체인저로 평가받고 있습니다.
글로벌 개발 현황과 주요 기업
🔸 세계 태양광 시장의 흐름
- 세계적 효율 경연: 2023년 기준,
페로브스카이트-실리콘 탠덤 셀 실험 효율 33.9% 달성 (Helmholtz Zentrum Berlin)
🔸 주요 기업/기관
- Oxford PV (영국): 세계 최초 상용화 추진
- Qcells (한화): 독일 연구소 협업 통해 양산 기술 확보 중
- LONGi Solar (중국): 대면적 탠덤 셀 대량생산 시도
- First Solar (미국): CIGS 기반 탠덤 개발 병행
상용화 과제와 전망
❗ 기술적 과제
- 페로브스카이트의 장기 안정성 문제 (습기·산소에 취약)
- 양산 공정 최적화 필요
- 전류 매칭 및 패널 수명 관리
🔍 전망
- 2025~2026년 상용 탠덤 모듈 출시 예상
- 상용 효율 28~30% 목표
- 2030년까지 세계 시장 점유율 10~15% 도달 전망
투자 관점에서 주목할 섹터
✅ 소재 기업
– 페로브스카이트 전구체, 투명 전극 소재 생산 업체
– 국내: 솔브레인, 동진쎄미켐, 이녹스첨단소재
✅ 장비·공정 기술 기업
– 증착·프린팅·레이저 정렬 기술 기업
– 대표적: 제이브이엠, 이오테크닉스
✅ 완성 셀 제조 기업
– Qcells, First Solar 등과 협력하는 중견 장비 기업의 수혜 가능
결론: 태양광의 미래는 '수평'이 아닌 '수직'이다
기존 태양전지는 평면에서 효율을 높이기 위해 애써왔습니다.
하지만 탠덤은 수직으로 쌓아올리는 기술,
즉 같은 면적에서 두 배 가까운 에너지를 뽑아내는 새로운 발상입니다.
페로브스카이트의 상용화만 성공한다면,
태양광 산업은 ‘면적 제한’이라는 물리적 한계를 뛰어넘게 될 것입니다.
지금은 초기이지만, 투자자는 먼저 알아봐야 할 타이밍입니다.
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