한화솔루션, 태양광 기술 로드맵 공개···2026년 '탠덤 셀' 양산한다

한화솔루션이 고효율 셀 연구·개발(R&D)과 생산능력을 강화해 글로벌 시장에서 태양광 기술 리더십을 강화한다는 청사진을 공개했다.

한화솔루션은 지난 12일 큐셀 부문(한화큐셀) 충북 진천공장에서 미디어 설명회를 열고 내년 4월부터 탑콘(TOPCon) 셀을 상업 생산하고 2026년 6월에는 차세대 태양광 기술인 페로브스카이트 기반의 탠덤 셀을 양산하겠다는 ‘기술 로드맵’을 공개했다. 탑콘 셀은 기존 퍼크(PERC) 셀보다 효율이 1%포인트 이상 높은 제품으로 현재 진천공장에서 시양산 중이다.

현재 세계 태양광 시장의 90% 이상을 차지하는 퍼크 셀의 평균 효율은 약 23%다. 탑콘은 셀에 얇은 산화막을 삽입해 퍼크 셀보다 발전 효율을 약 1%포인트 높였다. 한화큐셀이 생산하고 있는 시제품은 24.4% 수준의 효율을 보이고 있다.

한화솔루션은 지난 5월 1800억원을 투자해 국내 공장의 연간 셀 생산능력을 4.5GW(기가와트)에서 5.4GW로 확대한다는 계획을 발표한 바 있다. 이 중 1300억원이 탑콘 셀 양산을 위한 라인 전환, 설비 도입 등에 사용될 예정이다. 이에 따라 한화큐셀은 내년 4월부터 퍼크 셀 3.9GW, 탑콘 셀 1.5GW 규모의 연간 생산능력을 확보하게 된다.

최경덕 한화큐셀 운영팀장은 “탑콘 셀과 퍼크 셀 제조 공정은 호환성이 높아 대규모 퍼크 셀 제조설비를 보유한 진천공장에서 제조하기에 적합한 제품”이라고 설명했다.

한화큐셀은 탑콘 셀 양산에 발맞춰 미국 태양광 시장 공략에 박차를 가할 방침이다. 미국 태양광 시장은 연간 20~30% 급성장이 관측된다. 한화큐셀은 올해 1조7000억원 규모로 전망되는 진천사업장 수출액이 내년에는 2조원을 크게 웃돌 것으로 기대하고 있다.

진천사업장뿐만 아니라 미국 조지아공장도 인플레이션 감축법(IRA)의 수혜를 받아 매출 확대에 기여할 것이란 분석도 나온다. 현재 1.7GW 규모의 모듈 생산량을 보유한 조지아공장은 내년 하반기 3.1GW까지 생산량을 늘릴 계획이다.

한화큐셀은 탑콘 셀의 뒤를 이을 차세대 셀에 대한 R&D도 진행하고 있다고 설명했다. 2026년 6월 양산이 목표인 차세대 셀은 페로브스카이트 기반의 탠덤 셀이다. 탠덤 셀은 상부 셀과 하부 셀을 연결한 게 특징이다. 상부 셀은 페로브스카이트가 자외선·가시광선 등 단파장의 빛을 흡수하고 하부 셀은 실리콘이 적외선 등 장파장의 빛을 흡수한다. 상·하부에서 서로 다른 영역대의 빛을 상호 보완적으로 흡수해 효율을 극대화할 수 있다.

한화큐셀에 따르면 탠덤 셀의 이론 한계 효율은 44% 수준이며 양산품의 효율도 35%에 이를 것으로 예상된다. 실리콘 기반의 퍼크·탑콘 셀의 발전효율이 29% 수준을 넘어서기 어렵다는 점을 고려하면 상당한 효율 개선을 이뤄낼 수 있는 셈이다.

그러나 페로브스카이트는 열과 습기에 취약한 특성으로 높은 온도의 공정을 거쳐야 하는 상용화 단계에서는 기술적인 어려움이 있다 한계점이 있다. 이에 태양광 업계에서는 완전한 페로브스카이트 셀로 가기 전 중간단계로 ‘페로브스카이트-실리콘’ 기반의 탠덤 셀 개발·상용화를 위한 경쟁이 치열하다는 전언이다.

양병기 한화솔루션 큐셀부문 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 강조했다.
 

한화솔루션 큐셀부문이 연구하고 있는 페로브스카이트-결정질 실리콘 탠덤 셀 시제품 [사진=한화솔루션]