일본, 페로브스카이트 태양전지 민다...각국 경쟁 치열

최근 태양광 산업에서 주목받고 있는 페로브스카이트 태양전지는 얇은 막으로 만들 수 있어서 유연성이 있다는 점이 최대 장점이다. 이 때문에 기존 태양광 패널처럼 평지만 고집하지 않아도 설치가 자유롭다. 

차세대 태양광 기술에 대한 경쟁이 치열한 가운데, 일본 정부가 페로브스카이트 태양광 기술을 밀어주기로 결정했다는 보도가 나왔다. 일본정부는 일본에서 탄생한 기술에 대한 투자를 장려하기 위해 차세대 페로브스카이트 태양광 패널을 우대할 계획이라고 닛케이 아시아가 8일(현지시각) 전했다.

일본 경제산업성은 이르면 2025년부터 페로브스카이트 태양전지에서 생산되는 에너지 가격을 현재 태양광 발전의 에너지 수준보다 높은 kWh당 10엔(약 9원) 이상으로 책정할 계획이다.

가볍고 유연한 페로브스카이트로 만든 태양전지는 건물 벽이나 창문과 같이 기존의 태양광 패널 설치가 불가능한 장소에서 전기를 생산할 수 있다. 기반 기술은 일본산으로, 현재 개발 단계에서의 내구성을 비롯해 품질면에서 일본 기업이 우위를 점하고 있다.

일본의 국토 면적은 배타적 경제수역과 영해를 제외할 경우 우리의 3.7배가 넘지만 산악 지대가 많아 평지가 적은 편이다. 따라서 기존의 태양광 패널은 설치할 수 있는 공간이 제한적이다. 그러나 페로브스카이트 기술로 도시 지역에서 새로운 발전 부지 개발이 가능해서 일본에 적합하다.

일본의 거대 통신사 KDDI는 페로브스카이트 태양전지를 활용한 '플렉서블 태양전지' 실증을 일본 군마현에서 시작했다고 8일 밝혔다. 이는 일본 최초의 플렉서블 태양전지 사업으로 1년 동안 진행된다.

KDDI는 페로브스카이트 태양전지를 이용한 기지국 개발, 구축, 운용, 실증 시험을 담당한다. KDDI는 “현재 기지국 대부분은 면적이 좁아 태양광 패널 설치가 어려웠다"라고 밝혔다.

일본정부가 페로브스카이트로 발전한 에너지를 높은 가격으로 구매하도록 하려는 조치는 일본의 발전차액지원제도에 근거한다. 이 제도는 전력회사가 10~20년 동안 재생에너지를 사용해 생산된 전력을 기존 전력보다 높은 가격으로 구매하도록 요구하고 있다. 전기 요금에 추가되는 추가 부담금으로 자금을 조달하는 발전기에 지불되는 금액은 위치와 출력에 따라 매년 결정된다.

일본의 세키스이화학, 도시바 등 기업은 페로브스카이트 태양광 전지의 상용화를 위해 노력하고 있으며, 세키스이는 2025년을 목표로 하고 있다.

일본 정부가 페로브스카이트 기술을 지원하게 된 이유는 역시 중국산 때문이다. 기존 태양광 기술에서 일본은 중국과의 가격 경쟁으로 인해 세계 시장의 초기 대다수 점유율을 잃었다.

일본 정부는 페로브스카이트 전지를 탈탄소화 전략의 핵심으로 보고 있다. 일본은 핵심 원료인 요오드의 세계 2위 생산국으로 안정적인 공급도 용이하기 때문에 유리하다.

한편, 국내에서도 지난해 2월 유니스트(UNIST)는 에너지화학공학과 교수팀이 고려대 교수팀과 함께 높은 안전성과 효율을 지닌 주석과 납 할로겐화합물 페로브스카이트 태양전지를 개발했다고 발표했다. 

연구팀은 주석-납 할로겐화물 페로브스카이트 활성층과 금속 전극 사이에 특수 설계된 음극 중간층을 삽입, 태양전지 소자의 안정성과 효율을 향상시켰다.

또한, 태양광 전문 미디어 PV 매거진에 의하면, 최근 미국 국립재생에너지연구소(NREL)와 독일 칼스루에 공과대학(KIT)이 협력한 10개국 21개 기관의 연구진이 증기 기반 증착 공정을 활용해 페로브스카이트 태양전지 상용화를 가속화할 수 있는 가능성을 열었다고 전했다.