한화큐셀, 달 표면 우주태양광 실증실험에 '탠덤 셀' 공급

한화솔루션 큐셀부문(이하 한화큐셀)이 차세대 태양전지인 ‘페로브스카이트 기반 탠덤 셀’(이하 탠덤 셀)을 달에 보내는 우주태양광 실증에 참여한다. 이번 실증에서 선도적 상용화를 목표로 연구개발하고 있는 탠덤 셀의 우주 환경 적용 가능성을 검증한다. 한화큐셀은 향후 우주태양광 시장의 개화에 대비해 우주 환경에 적합한 차세대 태양광 기술 연구개발에 착수할 방침이다.

한화큐셀은 독일법인이 미국 조지아 공과대학교가 참여하는 SSTEF-1(우주 과학기술 실증) 프로젝트의 파트너로 참여해 탠덤 셀 샘플을 제공하기로 했다고 9일 밝혔다. 

SSTEF 프로젝트는 미국 항공우주국(NASA)이 자금을 지원하고 미국 이지스 에어로스페이스(Aegis Aerospace Inc)가 총괄하는 우주기술 실증 프로그램이다. 조지아 공과대학교 산하 비영리 응용연구기관인 GTRI는 우주 환경에서의 태양광 셀 성능에 관한 실증 임무를 수행하기 위해, 한화큐셀의 탠덤 셀을 실증 제품으로 선정했다.

GTRI는 달 탐사선 표면에 한화큐셀의 탠덤 셀 샘플을 설치하고 우주 환경에 노출시켜 실증 데이터를 확보할 예정이다. 이를 통해 진공, 극심한 온도 변화, 자외선, 우주방사선 등 지상과는 다른 우주 환경에서의 실제 데이터를 확보하고 이를 통해 탠덤 기술의 안정성과 신뢰성을 종합적으로 평가한다. 연구는 GTRI 수석 연구엔지니어이자 조지아 공대 우주연구소 총괄책임자인 W. Jud Ready가 주도한다. 한화큐셀은 이 실증을 통해 확보할 데이터를 바탕으로 향후 우주태양광 기술 확보를 위한 연구개발 방향을 구체화할 계획이다.

그간 미래 지상용 태양광 시장의 ‘게임 체인저’로 주목받아온 탠덤 기술은 이번 우주태양광 실증 참여를 계기로 우주용 태양광 분야의 차세대 기술로도 각광받게 됐다. 탠덤 셀은 기존 우주용 셀에 상응하는 높은 효율을 구현할 수 있으며, 같은 설비용량 대비 중량을 줄일 수 있어 발사 및 운용 측면에서 경제성을 확보할 수 있다. 한화큐셀은 지상용 탠덤 제품의 상용화를 2029년 목표로 연구개발하고 있으며, 향후 탠덤 기술의 우주태양광 분야 확장도 추진하고 있다.

한편 한화큐셀은 직접 개발, 제작한 지상용 페로브스카이트 기반 탠덤 모듈로 국제전기기술위원회(IEC) 인증을 획득했다. 페로브스카이트 기반 탠덤 모듈로 이 인증을 획득한 것은 세계 최초다.

한화큐셀은 앞서 2024년 12월 상업적 양산으로의 확장이 가능한 대면적(풀사이즈 M10 규격) 탠덤 셀에서 당시 세계 최고 기록인 28.6%의 효율을 기록하고, 독일 프라운호퍼 태양에너지시스템연구소(Fraunhofer ISE) CalLab으로부터 독립 검증을 받았다. 당시 성과가 탠덤 셀의 높은 발전 성능, 동일 면적에서 더 많은 전기를 생산할 수 있는 가능성을 입증한 것이라면, 이번 성과는 이 기술을 상용 제품인 탠덤 모듈로 구현하고 국제 인증 기준의 장기 신뢰성 평가까지 통과한 것이다.

또한 한화큐셀은 실제 옥외 환경에서의 탠덤 모듈 성능 검증도 병행하고 있다. 독일에 위치한 한화큐셀 탈하임 R&D센터와 제3자 실증기관에서 각각 약 1년, 6개월간 운영 중인 탠덤 모듈은 현재까지 안정적인 발전 성능을 유지하고 있다.

박승덕 한화큐셀 대표이사는 “우주태양광은 지상 태양광의 한계를 넘어, 급증하는 전력 수요에 효과적으로 대응할 수 있는 미래 에너지원일 뿐 아니라 안보와 밀접한 핵심 산업 전반에 파급력을 지닌 플랫폼 산업”이라며 “이번 프로젝트는 지속가능한 에너지의 가능성을 우주까지 확장하는 중요한 전환점이 될 것”이라고 말했다.

박혜연 기자 phy@datanews.co.kr