2025년 페로브스카이트 태양광 공학: 파괴적인 소재와 확장 가능한 제조 방식이 태양광 에너지를 어떻게 재정의하는가. breakthroughs, 시장 궤적 및 가장 빠르게 성장하는 태양광 부문을 위한 다음 단계 탐색하기.
- 요약: 2025년 시장 스냅샷 및 주요 시사점
- 기술 개요: 페로브스카이트 태양광 기초
- 경쟁 환경: 주요 기업 및 산업 동맹
- 제조 혁신: 상업화를 위한 확장
- 성능 및 효율성: 최근 혁신과 벤치마크
- 비용 분석: 가격 추세 및 평준화된 전력비용(LCOE)
- 시장 전망 2025–2030: CAGR, 생산량 및 수익 예측
- 응용 분야 및 최종 사용 부문: 옥상에서 유틸리티 규모까지
- 규제 및 인증 환경: 표준 및 준수
- 미래 전망: 도전 과제, 기회 및 전략 로드맵
- 출처 및 참고 문헌
요약: 2025년 시장 스냅샷 및 주요 시사점
2025년 글로벌 페로브스카이트 태양광(PV) 부문은 빠른 기술 성숙, 초기 상업화 및 기존 태양광 제조업체와 혁신적인 스타트업으로부터의 투자 증가로 특징 지어지는 중대한 단계에 접어들고 있습니다. 페로브스카이트 태양전지(PSC)는 높은 전력 변환 효율과 저비용, 확장 가능한 생산 가능성으로 유명하여 이제 실험실 혁신에서 파일럿 규모 및 초기 상업 배치로 전환되고 있습니다.
2025년에는 여러 산업 리더 및 컨소시엄이 시장 준비가 된 페로브스카이트 모듈로 나아가고 있습니다. 옥스포드 PV는 옥스포드 대학교에서 분사된 영국-독일 회사로, 독일에서 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지를 위한 최초의 상업 생산 라인 가동을 발표하며 선두에 서 있습니다. 이 탠덤 셀은 28% 이상의 공인 효율성을 입증하며 기존의 실리콘-only 모듈을 초월하고 새로운 산업 벤치마크를 설정하고 있습니다. 옥스포드 PV의 초기 제품은 프리미엄 옥상 및 분산 발전 시장을 목표로 하며, 향후 몇 년 동안 용량을 확대하고 비용을 줄일 계획입니다.
한편, 마이어버거 기술 AG는 스위스 태양광 장비 제조업체로, 연구 기관 및 스타트업과 협력하여 고효율 이종접합 실리콘 모듈에 페로브스카이트 층을 통합하고 있습니다. 마이어버거의 로드맵은 페로브스카이트-실리콘 탠덤 모듈의 파일럿 생산을 포함하며, 상업적 가용성은 2026년으로 예상됩니다. 이 회사의 확립된 제조 전문성과 공급망은 페로브스카이트 PV의 산업화에서 중요한 역할을 할 수 있도록 합니다.
아시아에서는 TCL과 그 자회사 TCL 중국 스타 옵토일렉트로닉스 기술가 페로브스카이트 연구 및 개발에 투자하고 있으며, 디스플레이 및 박막 기술의 경험을 활용하여 대면적 페로브스카이트 모듈 제작을 탐색하고 있습니다. 유사하게 한화 솔루션(큐셀의 모회사)은 페로브스카이트-실리콘 탠덤 연구를 진행하며, 이러한 차세대 셀을 세계 태양광 포트폴리오에 통합하는 것을 목표로 하고 있습니다.
2025년에 대한 주요 시사점은 다음과 같습니다:
- 첫 번째 상업 페로브스카이트-실리콘 탠덤 모듈이 시장에 진입하며 공인 효율이 28%를 초과합니다.
- 유럽과 아시아의 주요 제조업체들이 파일럿 라인을 확장하고 산업화를 가속화하기 위해 전략적 파트너십을 결성하고 있습니다.
- 장기 안정성, 대규모 제조 및 공급망 개발에서 여전히 도전 과제가 남아 있으나, 2027년까지 급속한 발전이 예상됩니다.
- 페로브스카이트 PV는 옥상 및 유틸리티 규모의 태양광 시장을 disrupt할 준비가 되어 있으며, 상당한 비용 절감 및 새로운 응용 분야(예: 빌딩 통합 태양광, 유연한 모듈)로의 가능성이 있습니다.
향후 몇 년간의 페로브스카이트 태양광 공학 전망은 매우 긍정적이며, 이 부문은 더 높은 효율성과 낮은 비용의 태양광 솔루션을 제공할 준비가 되어 있습니다. 이러한 솔루션은 전 세계 에너지 환경을 변화시킬 수 있습니다.
기술 개요: 페로브스카이트 태양광 기초
페로브스카이트 태양광 공학은 차세대 태양광 기술의 최전선에 있으며, 페로브스카이트 구조 재료의 독특한 특성을 활용하여 높은 전력 변환 효율(PCE)과 다재다능한 장치 아키텍처를 달성하고 있습니다. 페로브스카이트는 일반적으로 하이브리드 유기-무기 납 또는 주석 할라이드 화합물로, 실험실 규모의 프로토타입에서 파일럿 제조 라인으로 빠르게 발전했으며, 2025년에는 공인 단일 접합 셀 효율성이 26%를 초과하게 되었습니다. 이 성능은 기존의 실리콘 태양광과 경쟁할 뿐만 아니라, 경우에 따라 초과하며 더 낮은 생산 비용과 유연한 형태를 제공할 가능성을 가지고 있습니다.
페로브스카이트 재료의 기본 이점은 조정 가능한 밴드갭, 강한 빛 흡수 및 긴 캐리어 확산 길이에 있으며, 이는 얇은 필름에서도 효율적인 전하 수집을 가능하게 합니다. 이러한 특성은 무게가 가볍고 반투명한 유연한 태양광 모듈의 제조를 촉진시켜 기존의 옥상 설치를 넘어 빌딩 통합 태양광(BIPV), 이동식 전원, 심지어 차량 통합까지 응용 범위를 확장합니다.
2025년에는 산업이 실험실 규모의 연구에서 상업 규모의 생산으로 전환하고 있습니다. 옥스포드 포토볼타익스와 같은 기업들이 페로브스카이트-실리콘 탠덤 셀의 상업화를 주도하고 있으며, 이들은 페로브스카이트 층을 실리콘 셀 위에 적층하여 단일 접합 장치의 효율 제한을 초과합니다. 옥스포드 PV는 인증 받은 탠덤 셀 효율이 28%를 초과했으며, 독일의 제조 시설에서 생산을 확대하고 있으며, 프리미엄 옥상 및 유틸리티 규모의 응용 분야를 목표로 한 초기 모듈 선적을 목표로 하고 있습니다.
다른 주목할 만한 플레이어로는 소울리 테크놀로지스가 있으며, BIPV 및 IoT 응용 분야에 맞춤화된 유연한 인쇄 페로브스카이트 모듈에 주목하고 있으며, 마이크로퀀타 반도체는 대면적 페로브스카이트 모듈 생산을 선도하고 있습니다. 이러한 기업들은 장기 운영 안정성, 수분 침입 방지를 위한 캡슐화 및 슬롯 다이 코팅, 잉크젯 인쇄와 같은 확장 가능한 증착 기술과 같은 주요 공학적 도전 과제를 해결하고 있습니다.
국제 에너지 기구 태양광 발전 시스템 프로그램(IEA PVPS) 및 국립 재생 에너지 연구소와 같은 산업 기구들은 페로브스카이트 기술의 진행 상황을 적극적으로 추적하고 있으며, 로드맵은 상업 모듈의 수명 예상치를 20년 이상, 2020년대 후반에는 기존의 실리콘 PV와 경쟁력 있는 전력비용(LCOE)을 보장합니다. 페로브스카이트 공학이 성숙함에 따라, 진행 중인 연구는 납 없는 대안, 개선된 캡슐화 및 기존 제조 인프라와의 통합에 중점을 두어 향후 빠른 시장 채택을 위한 발판을 마련하고 있습니다.
경쟁 환경: 주요 기업 및 산업 동맹
2025년 페로브스카이트 태양광 공학의 경쟁 환경은 확립된 태양광 제조업체, 혁신적인 스타트업 및 전략적 산업 동맹의 역동적인 조합으로 특징 지어집니다. 페로브스카이트 태양전지(PSC)가 상업적 유효성에 접근함에 따라, 여러 기업들이 생산 확대, 장치 안정성 개선 및 기존 및 새로운 태양광 응용 분야에서 시장 점유율을 확보하기 위해 경합하고 있습니다.
가장 두드러진 플레이어 중 하나인 옥스포드 PV는 페로브스카이트-실리콘 탠덤 기술의 선구자로 돋보입니다. 이 회사는 영국과 독일에 본사를 두고 있으며, 페로브스카이트 탠덤 셀의 확대에 앞서 있으며, 브란덴부르크 파일럿 라인은 상업 모듈 생산을 목표로 하고 있습니다. 옥스포드 PV의 기술은 28% 이상의 공인 효율성을 달성하였으며, 기존의 실리콘 모듈 제조업체와 적극적으로 협력하여 기존 생산 라인에 페로브스카이트 층을 통합하고 있습니다.
또 다른 주요 경쟁자는 마이어버거 기술 AG로, 태양광 제조 장비에서 강력한 유산을 지닌 스위스 회사입니다. 마이어버거는 자사의 제품 로드맵에 페로브스카이트 기술을 통합할 목표로 파트너십과 투자를 발표하였으며, 이종접합 및 탠덤 셀 생산에서의 전문성을 활용하고 있습니다. 이 회사의 전략적 초점은 사내 R&D와 페로브스카이트 혁신자들과의 협력을 포함하여 상업화를 가속화하는 것입니다.
아시아에서는 TCL과 그 자회사 TCL CSOT가 페로브스카이트 분야에 진입하고, 대규모 제조 능력 및 재료 과학 전문성을 활용하고 있습니다. TCL의 페로브스카이트 연구 및 개발에 대한 투자는 주요 전자 및 디스플레이 제조업체의 차세대 태양광 기술에 대한 관심이 커지고 있음을 시사하며, 빌딩 통합 태양광(BIPV) 및 유연한 태양광 패널에 중점을 두고 있습니다.
산업 동맹 역시 경쟁 환경을 형성하고 있습니다. SolarPower Europe 협회는 페로브스카이트 상업화를 위한 작업 그룹을 만들어 연구 기관, 제조업체 및 정책 입안자 간의 협력을 촉진하고 있습니다. 유사하게, 프라운호퍼 태양 에너지 시스템 연구소 ISE는 페로브스카이트의 안정성, 확장성 및 생애주기 평가의 과제를 해결하기 위한 다중 파트너 프로젝트를 조정하고 있습니다.
앞으로 몇 년간은 파일럿 라인이 대량 생산으로 전환되고 자재 공급업체, 장비 제조업체 및 모듈 생산자 간의 동맹이 심화됨에 따라 경쟁이 심화될 것으로 예상됩니다. 대규모 전자 및 에너지 회사의 진입으로 인해 페로브스카이트 태양광의 채택이 더욱 가속화될 가능성이 높으며, 산업 기관 및 연구 컨소시엄을 통한 지속적인 협력이 기술적 및 규제적 장애물을 극복하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.
제조 혁신: 상업화를 위한 확장
페로브스카이트 태양광(PV) 기술의 실험실 규모 혁신에서 상업 규모 제조로의 전환은 2025년에 빠르게 가속화되고 있으며, 이는 재료 혁신, 공정 엔지니어링 및 전략적 투자 복합의 결과입니다. 페로브스카이트 태양전지(PSC)는 뛰어난 실험실 효율성을 입증하였으며—단일 접합 25% 이상, 탠덤 30% 이상—이로 인해 생산 확대의 글로벌 경쟁이 촉발되고 있습니다. 이 과정에서 성능과 안정성을 유지하는 것이 핵심과제로 제시되고 있습니다.
2025년의 주요 이정표는 여러 산업 주요 기업들이 여러 파일럿 및 사전 상업적 생산 라인을 가동하게 되는 것입니다. 옥스포드 PV는 독일 브란덴부르크에 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지 전용 제조 시설을 갖추고 있으며, 이 시설은 초기 연간 100MW의 생산 능력을 목표로 하고 있습니다. 옥스포드 PV의 접근 방식은 기존의 실리콘 셀 인프라를 활용하여 슬롯 다이 코팅 및 증기 증착과 같은 확장 가능한 증착 기술을 사용하여 페로브스카이트 층을 통합하는 것입니다. 이 방법은 고속 롤-투-롤 프로세스와 호환 가능합니다.
아시아에서는 마이크로퀀타 반도체가 많은 주요 진전을 이루고 있으며, 파일럿 라인을 운영하고 있고 향후 몇 년 내에 기가와트 규모 생산을 목표로 하고 있습니다. 이들의 주안점은 개선된 열 안정성을 제공하는 완전 무기 페로브스카이트 모듈로, 상업 배치를 위한 중요한 요소입니다. 마이크로퀀타의 모듈은 이미 모듈 수준에서 17% 이상의 인증 효율을 달성하였으며, 건물 통합 태양광(BIPV)에 페로브스카이트 층을 통합하기 위해 유리 제조업체와 적극적으로 협력하고 있습니다.
제조 혁신은 셀 구조에 국한되지 않습니다. 한화 솔루션과 같은 기업들은 하이브리드 페로브스카이트-실리콘 탠덤 기술에 투자하고 있으며, 대규모 실리콘 PV 제조의 전문성을 활용하여 페로브스카이트 채택을 가속화하고 있습니다. 한화의 R&D 노력이 오래 지속하는 내구성을 보장하고 생산 비용을 최소화하기 위해 페로브스카이트 층의 증착 및 캡슐화 자동화에 중점을 두고 있습니다.
앞으로 몇 년간 페로브스카이트 PV 제조가 더욱 확장될 것이며, 여러 기업들이 2027년까지 기가와트 규모 시설을 목표로 하고 있습니다. 이 산업은 납 관리, 모듈 안정성 및 공급망 통합과 같은 문제들을 해결하고 있습니다. 페로브스카이트 PV 모듈이 상업적 유효성에 접근함에 따라, 자재 공급업체와 장비 제조업체, 에너지 회사 간의 파트너십이 더욱 심화될 것으로 예상되며, 페로브스카이트 기술이 글로벌 태양광 시장에서 중요한 역할을 할 수 있도록 할 것입니다.
성능 및 효율성: 최근 혁신과 벤치마크
페로브스카이트 태양광 공학 분야는 성능 및 효율성에서 눈에 띄는 발전을 이루었으며, 특히 2025년 상업적 준비 상태에 가까워지면서 더욱 두드러집니다. 실험실 규모의 페로브스카이트 태양전지(PSC)는 26%를 초과하는 공인 전력 변환 효율(PCE)을 달성하여 전통적인 실리콘 기반 셀과 경쟁하고 있습니다. 이러한 급속한 개선은 페로브스카이트 조성 공학, 인터페이스 최적화 및 탠덤 셀 아키텍처의 발전에 기인합니다.
상당한 이정표는 페로브스카이트-실리콘 탠덤 셀의 개발로, 높은 흡수 계수의 페로브스카이트와 실리콘의 안정성 결합이 이루어졌습니다. 2023년 여러 연구 그룹과 회사들은 탠덤 셀의 효율성을 30% 이상 보고했습니다. 예를 들어, 옥스포드 PV는 상업 규모의 탠덤 모듈이 28.6%의 공인 효율성을 달성했다는 소식을 발표하였으며, 2025년에는 생산을 확대할 계획입니다. 회사의 로드맵은 다음 몇 년 간 모듈 효율성을 30% 이상 목표로 하고 있으며, 독점적인 페로브스카이트 조성과 고급 제조 프로세스를 활용하고 있습니다.
또 다른 주요 플레이어인 마이어버거 기술 AG는 이종접합 실리콘 모듈에 페로브스카이트 층을 통합하기 위한 전략적 파트너십을 체결하고 있으며, 27–30% 범위의 효율로 상업화하는 것을 목표로 하고 있습니다. 이 회사의 파일럿 라인은 2026년부터 대량 생산으로 전환될 예정이며, 옥상 및 유틸리티 규모의 응용 분야 모두에 초점을 맞추고 있습니다.
아시아에서는 도시바 및 파나소닉이 모두 효율이 20%를 초과하는 페로브스카이트 미니 모듈을 시연하고 있으며, 롤-투-롤 인쇄 및 대면적 코팅과 같은 제작 기술을 확대하기 위해 투자하고 있습니다. 이러한 노력은 제조 비용 절감 및 대면적 기판에서의 균일성을 개선하는 데 초점을 맞추고 있으며, 상업적 배치를 위한 중요한 단계입니다.
안정성과 내구성은 여전히 중심 과제이지만, 최근 캡슐화 및 인터페이스 공학의 혁신으로 PSC들의 작동 수명은 가속 테스트 하에 2,000시간을 초과하게 되었습니다. 국립 재생 에너지 연구소(NREL)와 같은 산업 컨소시엄은 페로브스카이트 모듈 성능을 벤치마킹하고 신뢰성을 보장하기 위한 표준화된 테스트 프로토콜을 개발하고 있습니다.
앞으로의 전망은 2025년 및 이후의 페로브스카이트 태양광에 대해 매우 긍정적입니다. 여러 기업이 파일럿 생산을 확대하고 모듈 효율성이 30% 이상을 목표로 하고 있어, 페로브스카이트 기술은 태양광 시장을 disrupt할 준비가 되어 있으며, 기존 기술보다 더 높은 성능과 낮은 비용을 제공할 가능성을 제시하고 있습니다. 산업과 연구 기관 간의 지속적인 협력이 남은 장애물을 극복하고 광범위한 상업적 채택을 달성하는 데 중요할 것입니다.
비용 분석: 가격 추세 및 평준화된 전력비용(LCOE)
페로브스카이트 태양광(PV) 기술의 비용 지형은 실험실 규모의 혁신에서 상업적 규모의 제조로 전환함에 따라 빠르게 발전하고 있습니다. 2025년 페로브스카이트 태양전지의 가격 추세와 평준화된 전력비용(LCOE)은 재료, 제조 공정의 발전과 기가와트 규모 생산을 확장하는 산업 플레이어의 출현에 의해 형성되고 있습니다.
페로브스카이트 PV 모듈은 기존의 실리콘 기반 모듈에 비해 상당히 낮은 제조 비용의 가능성을 입증하였습니다. 이는 주로 저온 솔루션 처리 및 풍부한 원자재의 사용 때문입니다. 2025년 현재 여러 기업은 기가와트 규모 생산으로 나아가고 있으며, 이는 모듈 가격을 더욱 낮추는 데 기여할 것으로 예상됩니다. 예를 들어, 옥스포드 PV는 페로브스카이트-실리콘 탠덤 기술의 선두주자로 독일에서 상업 모듈 생산을 목표로 하며 효율이 25%를 초과하麗 것에 주력하고 있습니다. 유사하게, 마이어버거 기술 AG도 페로브스카이트 탠덤 셀 개발에 투자하고 있으며, 이를 기존 유럽 제조 라인에 통합할 계획입니다.
현재 추정에 따르면 페로브스카이트 모듈 생산 비용은 기가와트 규모로 축소됨에 따라 $0.20/Watt 이하로 떨어질 수 있으며, 이는 고효율 실리콘 모듈의 $0.25–$0.30/Watt와 비교됩니다. 페로브스카이트 기반 시스템의 LCOE는 최적 조건에서 $20–$30/MWh에 도달할 것으로 예상되며, 이는 가장 저렴한 비용의 실리콘 PV 설치와 경쟁하거나 낮출 것으로 보입니다. 이는 장기적인 작동 안정성과 높은 모듈 수율을 달성하는 데 달려 있으며, 이는 모두 현재 연구와 산업의 초점이 되고 있는 분야입니다.
또한, 페로브스카이트 층과 실리콘을 조합하여 전체 효율을 높이는 탠덤 구조에서의 비용 이점 또한 강화됩니다. 옥스포드 PV와 마이어버거 기술 AG가 이러한 접근 방식의 최전선에 있으며, 파일럿 프로젝트와 초기 상업적 배치가 2025–2026년에 현실적인 LCOE 데이터를 제공할 것으로 예상됩니다. 또한, 퍼스트 솔라, Inc.는 주로 박막 카드뮴 텔루리드를 중심으로 하고 있으나, 페로브스카이트 개발을 모니터링하며 기술 통합 또는 파트너십을 통해 시장 역학에 영향을 미칠 수 있습니다.
앞으로 몇 년은 페로브스카이트 PV의 내구성 및 금융 신뢰성의 검증에 결정적이 될 것입니다. 효율성 증가와 비용 절감의 현재 추세가 계속된다면, 페로브스카이트 태양광이 전 세계 태양광 전기 비용 하락을 주도하고 재생 에너지로의 전환을 가속화할 수 있을 것입니다.
시장 전망 2025–2030: CAGR, 생산량 및 수익 예측
페로브스카이트 태양광(PV) 부문은 2025년에서 2030년 사이에 상당한 확장을 예고하고 있으며, 이는 재료 안정성의 급속한 발전, 확장 가능한 제조 및 상업 태양광 모듈 통합에 의해 촉진됩니다. 2025년 현재 페로브스카이트 태양전지(PSC) 기술은 파일럿 규모의 생산에서 초기 상업적 배치로 전환하고 있으며, 여러 산업 리더와 컨소시엄들이 기가와트 규모의 제조 라인 계획을 발표하고 있습니다.
옥스포드 PV 및 마이어버거 기술 AG와 같은 주요 플레이어들이 선두에 있으며, 옥스포드 PV는 효율성이 28%를 초과하는 페로브스카이트-실리콘 탠덤 모듈 상업화를 목표로 하고 있습니다. 독일 브란덴부르크에 위치한 옥스포드 PV 시설은 2025년 생산을 확대할 것으로 예상되며, 초기 연간 생산 용량은 100MW로 설정되어 있습니다. 마이어버거는 이종접합 및 고급 셀 기술에 대한 전문성으로 알려져 있으며, 또한 페로브스카이트 탠덤 R&D 및 파일럿 라인에 대한 투자를 발표하여 혼합 구조를 향한 보다 넓은 산업 전환을 알리고 있습니다.
페로브스카이트 PV 모듈에 대한 생산량 예측은 역동적이지만, 업계의 합의에 따르면 2026년에는 세계 연간 생산량이 1–2GW에 이를 수 있으며, 제조 병목 현상이 해소되고 금융 신뢰성이 개선됨에 따라 2030년까지 10GW 이상으로 급증할 것으로 예상됩니다. 프라운호퍼 태양 에너지 시스템 연구소와 국립 재생 에너지 연구소(NREL)는 효율 개선의 빠른 속도와 페로브스카이트 PV가 새로운 태양광 설치의 상당한 점유율을 획득할 수 있는 잠재력을 강조하고 있습니다. 이는 특히 고효율, 경량 및 유연한 모듈을 찾고 있는 시장에서 주목받고 있습니다.
이 부문의 수익 예측도 마찬가지로 강력합니다. 초기 상업 제품에 대해 평균 모듈 가격이 $0.20–$0.25일 것으로 가정할 경우, 페로브스카이트 PV 시장은 2030년까지 연간 $2–$2.5억의 수익을 창출할 것으로 예상되며, 2020년대 하반기 동안 복합 연간 성장률(CAGR)은 35–45% 범위로 예측됩니다. 이러한 성장은 한화솔루션과 징크솔라와 같은 기존 태양광 제조업체의 지속적인 투자가 뒷받침되고 있으며, 이들 모두 페로브스카이트 통합에 중점을 둔 R&D 이니셔티브 및 파트너십을 발표하였습니다.
앞으로 페로브스카이트 태양광 공학의 전망은 긍정적이며, 향후 5년 동안 이 기술이 틈새 응용 분야에서 대중 채택으로 이동할 것으로 기대되며, 내구성, 규모 및 비용 경쟁력에서의 개선이 지속될 것입니다.
응용 분야 및 최종 사용 부문: 옥상에서 유틸리티 규모까지
페로브스카이트 태양광(PV) 공학은 실험실 혁신에서 실제 배치로 빠르게 전환되고 있으며, 2025년은 다양한 최종 사용 부문을 아우르는 응용 분야에 매우 중요한 해로 자리잡고 있습니다. 페로브스카이트 재료의 독특한 특성(높은 흡수 계수, 조정 가능한 밴드갭, 유연한 기판과의 호환성)은 이를 광범위한 태양에너지 솔루션에 통합하는 것을 가능하게 하고 있으며, 이는 주거용 옥상에서 대규모 유틸리티 설치까지 포함됩니다.
옥상 태양광 부문에서 페로브스카이트 PV는 가벼운 유연한 모듈을 제공하여 기존의 실리콘 패널로는 적합하지 않은 표면에 설치할 수 있는 가능성으로 인해 주목받고 있습니다. 옥스포드 PV는 28%를 초과하는 공인 효율을 달성한 페로브스카이트-실리콘 탠덤 셀을 개발하였으며, 이러한 모듈은 2025년 상업 옥상 시장에 진입할 것으로 예상됩니다. 기존 패널과 동일한 면적 내에서 더 높은 에너지 수익률을 제공할 것입니다. 또한, 페로브스카이트 모듈의 경량 특성은 빌딩 통합 태양광(BIPV) 기회도 열어줍니다. 이는 태양전지가 창문, 외관 및 기타 건축 요소에 원활하게 통합될 수 있게 합니다.
상업 및 산업(C&I) 응용 분야의 경우, 페로브스카이트 PV의 적응력은 특히 매력적입니다. 반투명하고 색상이 있는 모듈을 제조할 수 있는 능력은 상업용 건물에 미학적으로 통합될 수 있게 하며, 탠덤 셀의 높은 효율성은 기업들이 현장 전력을 극대화하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 소울리 테크놀로지스는 BIPV 및 IoT 응용에 맞춤화된 유연한 페로브스카이트 모듈을 상업화하고 있으며, 유럽과 아시아에서 파일럿 프로젝트를 진행하고 있습니다.
유틸리티 규모의 배치도 다가오고 있습니다. 페로브스카이트 제조의 확장 가능성—특히 롤-투-롤 프로세스를 통해—는 비용을 절감하고 대규모 태양광 발전소의 배치를 가속화할 것을 약속합니다. 퍼스트 솔라는 미래의 기가와트 규모 생산을 위해 페로브스카이트 탠덤 아키텍처를 탐색하기 위해 연구 협력을 발표하였습니다. 한편, 한화 솔루션은 페로브스카이트-실리콘 탠덤 기술에 투자하여 향후 몇 년 내 유틸리티 시장에 고효율 모듈을 제공할 계획입니다.
앞으로 몇 년은 페로브스카이트 PV에 있어 장기 안정성, 대규모 제조 및 인증과 관련된 과제를 해결하는 데 중요한 시기가 될 것입니다. 하지만 주요 기업들이 파일럿 라인 및 현장 시험 진행하고 있으며, 2025년에는 최초의 상업 제품이 예상되므로 페로브스카이트 태양광은 주거용 옥상에서부터 수백 메가와트 규모의 유틸리티 프로젝트에 이르기까지 태양광 시장의 모든 부문에 영향을 미칠 태세입니다.
규제 및 인증 환경: 표준 및 준수
페로브스카이트 태양광(PV) 공학의 규제 및 인증 환경은 2025년 상업적 성숙에 가까워짐에 따라 빠르게 변화하고 있습니다. 역사적으로 페로브스카이트 태양전지는 장기 안정성, 환경 안전성 및 신뢰성과 관련된 확립된 국제 표준을 충족하는 데 어려움을 겪었습니다. 그러나 파일럿 생산 라인의 가속화와 처음 상업 모듈의 시장 진입이 이루어지면서, 규제 프레임워크는 페로브스카이트 기반 장치의 고유한 특성을 반영하도록 조정되고 있습니다.
PV 모듈에 대한 주요 국제 표준인 IEC 61215(설계 자격 및 유형 승인) 및 IEC 61730(안전 자격)가 페로브스카이트 전용 고려 사항을 포함하도록 조정되고 있습니다. 이러한 표준은 국제 전기 기술 위원회에 의해 제정되며, 특히 유럽 연합, 북미 및 동아시아와 같은 지역에서 시장 진입에 중요합니다. 2024년 및 2025년 동안 여러 산업 컨소시엄 및 표준화 기구는 수분에 대한 민감성, 납 포함 및 자외선 노출 아래의 가속 노화와 같은 페로브스카이트 전용 문제를 해결하기 위한 작업 그룹을 구성하고 있습니다.
옥스포드 PV (영국/독일), 소울리 테크놀로지스 (폴란드), 마이크로퀀타 반도체 (중국)와 같은 주요 페로브스카이트 PV 제조업체들은 사전 인증 및 파일럿 인증 프로그램에 적극적으로 참여하고 있습니다. 이들은 TÜV 라인란드 및 UL과 같은 인증 기관과 협력하여 페로브스카이트 모듈의 고유한 분해 경로 및 캡슐화 요구 사항을 반영하는 견고한 테스트 프로토콜을 개발하고 있습니다. 예를 들어, 옥스포드 PV는 자사의 페로브스카이트-실리콘 탠덤 모듈에 대한 IEC 인증 프로세스의 진전을 발표하며, 2025년 말까지 완전한 준수를 목표로 하고 있습니다.
환경 및 건강 규정도 초점이 되고 있으며, 페로브스카이트 조성에서 납 사용과 관련된 문제입니다. 유럽 연합의 REACH 및 RoHS 지침은 제조업체가 납 격리 전략을 개발하고 무납 대안을 탐색하도록 촉구하고 있습니다. 산업 그룹인 SolarPower Europe는 혁신과 환경 책임을 균형 맞추는 조화로운 규제를 옹호하고 있습니다.
앞으로 몇 년간은 페로브스카이트 특정 인증 체계가 공식화될 것이며, 2025년 파일럿 프로젝트가 글로벌 채택의 선례를 설정할 것으로 예상됩니다. 페로브스카이트 PV가 시연에서 대량 생산으로 이동함에 따라, 변화하는 표준 준수는 금융 신뢰성, 보험 가능성 및 광범위한 배치에 필수적입니다. 이 부문의 적극적인 규제 및 표준 기구와의 협력은 페로브스카이트 태양광이 상업화 및 주류 에너지 시장 통합을 위한 더 원활한 경로를 형성할 수 있도록 하는 데 기여하고 있습니다.
미래 전망: 도전 과제, 기회 및 전략 로드맵
2025년과 향후 몇 년간의 페로브스카이트 태양광 공학의 미래는 기술적 도전 과제, 상업적 기회 및 이 유망한 기술을 확장하기 위한 전략적 이니셔티브의 역동적인 상호 작용에 의해 정의됩니다. 페로브스카이트 태양전지(PSC)가 상업적 유효성에 접근함에 따라, 업계는 주요 제조업체, 자재 공급업체 및 연구 기관 간의 상당한 투자 및 파트너십을 목격하고 있습니다.
주요 과제는 실제 조건에서 페로브스카이트 모듈의 장기 운영 안정성입니다. 단일 접합 페로브스카이트 셀의 실험실 효율성이 25%를 초과하고 탠덤 페로브스카이트-실리콘 셀은 30%를 초과했지만, 이러한 성능 수준을 20-25년 동안 유지하는 것은 여전히 활발히 조사 중인 사항입니다. 옥스포드 PV와 같은 기업들은 상업 모듈 수명이 현재 산업 표준을 충족하거나 초과하도록 목표로 하고 있으며, 이미 유럽에서 파일럿 생산 라인이 운영되고 있습니다. 유사하게, 마이어버거 기술 AG는 페로브스카이트 혁신자들과 협력하여 이러한 재료를 고급 모듈 제조 프로세스에 통합하고 있습니다.
또 다른 주요 장애물은 페로브스카이트 증착 기술의 확장성입니다. 실험실 규모의 스핀 코팅에서 산업 규모의 롤-투-롤 또는 슬롯 다이 코팅으로 전환하는 것은 비용 효과적인 대량 생산을 위해 필수적입니다. 퍼스트 솔라는 페로브스카이트가 기존 제조 플랫폼과 통합될 수 있도록 탐구하기 위해 연구 협력을 발표하였으며, 기존 인프라를 활용하여 빠른 확장을 목표로 하고 있습니다.
기회 측면에서 페로브스카이트 태양광은 가벼운 유연한 형태와 조정 가능한 밴드갭과 같은 고유한 이점을 제공하여 빌딩 통합 태양광(BIPV), 이동식 전원 및 탠덤 모듈의 응용을 가능하게 합니다. 한화 솔루션과 징크솔라와 같은 주요 모듈 제조업체들은 페로브스카이트 R&D에 투자하고 있으며, 유틸리티 규모 및 특수 시장을 대상으로 하는 파일럿 프로젝트를 진행하고 있습니다.
전략적으로 페로브스카이트 PV 상업화를 위한 로드맵은 철저한 현장 테스트, 국제 표준 인증 및 주요 재료의 견고한 공급망 개발을 포함합니다. 국제 에너지 기구(IEA) PVPS 작업 그룹과 같은 산업 컨소시엄 및 공공-민간 파트너십은 지식 교환을 촉진하고 전 세계적으로 모범 사례를 조화롭게 하고 있습니다.
앞으로 몇 년은 첫 상업적 페로브스카이트-실리콘 탠덤 모듈이 틈새 시장에 배치될 것으로 예상되며, 더 폭넓은 채택은 내구성 및 환경 안전성(특히 납 관리)에 대한 추가 개선의 필요에 달려 있습니다. 이 부문의 궤적은 지속적인 혁신, 전략 동맹 및 반응적인 규제 프레임워크에 의해 형성되어, 페로브스카이트 태양광이 글로벌 에너지 전환의 변혁적인 힘으로 자리잡을 수 있도록 할 것입니다.
출처 및 참고 문헌
- 옥스포드 PV
- 마이어버거 기술 AG
- TCL 중국 스타 옵토일렉트로닉스 기술
- 소울리 테크놀로지스
- 마이크로퀀타 반도체
- 국립 재생 에너지 연구소
- 프라운호퍼 태양 에너지 시스템 연구소
- 도시바
- 퍼스트 솔라, Inc.
- 징크솔라
- 국제 에너지 기구
