한화솔루션, 차세대 태양광 '탠덤셀' 2026년 상용화 공언

국내 최고 셀 기술 보유…내년 4월 탑콘 상업 생산 '기술 로드맵' 발표

한화솔루션은 12일 큐셀 부문(한화큐셀) 충북 진천공장에서 기존 퍼크(PERC)셀 보다 1%P(포인트) 이상 효율을 향상시킨 탑콘(TOPCon)셀을 내년 4월부터 상업 생산한다고 밝혔다.

이날 한화솔루션은 2026년 6월 차세대 태양광 기술인 페로브스카이트 기반의 탠덤 셀도 양산하겠다는 기술 로드맵을 공개하겠다고 공언했다.

현재 세계 태양광 시장의 90% 이상을 차지하는 퍼크 셀은 후면에 반사막을 삽입해 빛을 반사시켜 발전 효율을 높인 제품으로 평균 효율은 약 23%이다.

이에 비해 탑콘은 셀에 얇은 산화막을 삽입, 기존보다 발전 효율을 약 1%P(포인트) 높은 것이 특징이다. 현재 시제품의 효율은 약 24.4%가 나온다. 셀의 효율이 올라가면 모듈 설치 면적 대비 전력 생산량이 늘면서 작은 면적에서도 많은 전력을 생산할 수 있다.

한화솔루션은 지난해 11월부터 연 300메가와트(MW) 용량의 탑콘 셀 파일럿 라인을 가동 중이다.

한화큐셀이 연구 중인 페로브스카이트-결정질 실리콘 탠덤 셀 시제품

이미 지난 5월에 총 1천800억원을 투자해 한국공장의 셀 생산 능력을 기존 연간 4.5기가와트(GW)에서 5.4GW로 확대하는 계획도 발표했다. 이 중 1천300억원이 탑콘 셀 양산을 위한 라인 전환과 설비 도입에 쓰인다. 이에 따라 4월부터는 연간 3.9GW의 퍼크 셀과 1.5GW의 탑콘 셀을 생산할 수 있게 된다.

최경덕 한화큐셀 운영팀장은 “탑콘 셀 제조 공정은 기존 퍼크 셀 제조공정과 호환성이 높아, 이미 대규모 퍼크 셀 제조라인을 보유한 진천공장에서 제조하기에 적합한 제품이다”고 설명했다.

한화큐셀은 탑콘 이후의 차세대 셀인 페로브스카이트 기반의 탠덤 셀도 2026년 6월 양산을 목표로 R&D를 진행 중이다.

지난 3월에는 독일 헬름홀츠 연구소(HZB)와 협력해 최대 28.7% 효율의 기록한 탠덤 셀을 개발해 자체 최고 효율을 기록하기도 했다.

탠덤 셀은 상부 셀과 하부 셀을 연결해, 상부 셀에서는 페로브스카이트가 자외선이나 가시광선 등 단파장의 빛을 흡수하고, 하부셀에서는 실리콘이 적외선 등 장파장의 빛을 흡수한다. 위아래 층에서 서로 다른 영역대의 빛을 상호 보완적으로 흡수해 효율을 극대화하는 방식이다.

탠덤 셀의 이론 한계 효율은 44% 수준이며 실제 양산 시 효율도 35%에 이를 것으로 예상된다. 재생에너지 학계에서는 기존 퍼크 및 탑콘 등 실리콘 기반의 셀의 발전 효율한계가 이론적으로 최대 29% 수준을 넘어서기 어렵다고 보고 있다.

한화큐셀은 2020년에 탠덤 셀 국책 과제 연구기관으로, 2021년에 탠덤 셀 기반 모듈 공정 국책 과제의 연구기관으로 각각 선정되며 국내 탠덤 셀 연구를 선도해왔다.

양병기 한화솔루션 큐셀 부문 개발팀장은 “기존 셀 대비 최대 2배 이상의 발전 효율을 가진 탠덤 셀 연구개발에 집중해 미래 태양광 시장에서도 기술 격차를 통한 글로벌 선도 기업으로 자리매김할 것” 이라고 말했다.