태양광 모듈의 진화…"5년간 효율 63% 높아졌지만 이젠 탠덤셀 상용화 도전"

▲한화큐셀이 지난 2일 경기 일산 킨텍스에서 열린 ‘2022 에너지대전’에서 전시한 출력 700W 이상 탠덤 셀 기반 태양광 모듈 시제품의 모습. 사진= 이원희 기자

[에너지경제신문 이원희 기자] 태양광 설비의 핵심 부품인 모듈 성능이 지난 5년 간 60% 이상 성장한 것으로 분석됐다. 하지만 업계서는 현재 태양광 모듈 기술로는 이제 성장하기 힘든 한계점에 도달했다고 봤다.

태양광 모듈 성능이 셀의 혁명적인 변화 없이는 더는 성장하기 어려운 것이다. 업계서는 차세대 태양광 셀인 ‘탠덤 셀’을 상용화해야 모듈 성능의 성장을 기대할 수 있다고 설명했다. 태양광 모듈은 셀을 이어 붙여서 만들어진다.

□ 신성이엔지의 연도별 주력 태양광 모듈 출력 (단위: W)

연도	모듈 출력(W)
2017	340
2018	360
2019	370
2020	395
2021	460
2022	555

자료= 신성이엔지


6일 국내 태양광 모듈 제조업체인 신성이엔지가 에너지경제신문에 제공한 모듈 출력 분석 자료에 따르면 태양광 모듈 출력은 2017년 340(W)에서 올해 555W까지 63%(215W) 성장했다. 최근 5년 동안 태양광 모듈 제조 기술이 발전하면서 모듈 출력을 이만큼 높일 수 있었다.

태양광 모듈 출력은 모듈의 성능을 알 수 있는 지표다. 태양광 모듈 출력이 높을수록 모듈당 생산 가능한 전력량이 많아진다.

고출력 태양광 모듈을 개발할수록 태양광 설비를 설치하는 데 필요한 부지를 줄일 수 있다.

업계에서는 올해 출력 500W 후반대 모델을 출시했고 내년부터는 600W를 넘어가는 태양광 모듈을 출시할 수 있을 것으로 전망했다.

지난 2일부터 4일까지 경기 일산 킨텍스에서 열린 ‘2022 에너지대전’에서 이같은 태양광 모듈 업계 현황을 확인할 수 있었다.

한화솔루션 큐셀부문과 신성이엔지, 에스에너지 등 국내 모듈 제조업체들은 550∼590W급 태양광 모듈을 전시했다.

중국 태양광 모듈 제조업체도 국내 모듈 업체와 비슷한 출력의 모듈을 생산 중이다.

중국 태양광 모듈 업체인 트리나솔라 관계자는 "600W를 넘는 모듈의 시장 점유율은 2024년 또는 2025년 하반기에 50%를 넘어서 주류로 자리 잡을 것으로 전망된다"고 말했다.

하지만 태양광 모듈 업체들은 600W가 기존 실리콘 기반 셀로 낼 수 있는 사실상 최대 출력이라고 보고 있다.

태양광 모듈 출력이 700W를 넘기려면 기존 실리콘 셀에서 탠덤 셀로 전환해야 한다는 의미다.

탠덤 셀이란 기존 실리콘 태양광 셀 위에 차세대 태양광 소재인 ‘페로브스카이트’를 쌓는 형태로 만든 것을 뜻한다.

기존 실리콘 태양광 셀의 최고 효율은 29%이지만 탠덤 셀의 최고 효율은 44%로 65%(15%포인트) 더 높다.

600W는 태양광 셀 최고 효율 29%로 나올 수 있는 모듈의 최대 출력인 것이다.

한화큐셀은 에너지대전에서 탠덤 셀 기반 태양광 모듈 시제품을 전시하기도 했다.

한화큐셀 관계자는 "태양광 모듈의 출력 700W를 넘기는 건 기존 실리콘 태양광 셀 기반 모듈로는 쉽지 않다"며 "셀 자체를 탠덤 셀로 바꾼 모듈을 출시해야 이에 도달할 수 있다고 본다"고 밝혔다.

▲태양광 셀과 모듈.

태양광 모듈 제조업체는 태양광 셀을 모듈 하나에 최대한 많이 넣어서 태양광 모듈의 출력을 높이기도 했다. 태양광 모듈 한 장의 크기는 보통 가로 1m, 세로 2m 정도로 알려졌다. 태양광 모듈 속에서도 셀은 안전 등의 이유로 조금씩 떨어져 있어야 했다.

하지만 기술 개발로 태양광 셀을 서로 최대한 붙게 한 모듈을 생산해 출력을 높일 수 있었다. 요즘 태양광 모듈 기술은 셀을 바로 옆에 붙게 할 수 있을 정도로 성장해 모듈에 넣을 수 있는 셀은 모두 넣게 됐다. 모듈에 셀을 되도록 많이 넣는 지금 모듈 기술 만으로 더이상 출력을 높이기 어려워진 것이다.

정부에서도 차세대 태양광 셀 개발의 중요성을 인식했다. 산업통상자원부는 지난 3일 발표한 재생에너지 정책 개선방향에서 2026년까지 탠덤 셀을 조기 상용화해 글로벌 경쟁우위를 확보하겠다고 밝혔다.


wonhee4544@ekn.kr