성균관대·카네카 협력으로 28% 광전효율 확보
성균관대학교 박남규 교수팀이 일본 카네카(Kaneka)와의 공동 연구를 통해 페로브스카이트-실리콘 하이브리드 탠덤 태양전지에서 광전변환효율 28%를 달성했다고 2026년 7월 12일 발표했다. 이 연구 결과는 미국물리협회(APS) 발간 학술지에 게재되었으며(출처: ChemLOCUS·2026년 7월 12일), 연구팀은 광학 분리 장치를 통해 550나노미터(nm)를 경계로 파장대를 분리해 페로브스카이트에 550nm 이하의 빛을, 실리콘에는 550nm 이상의 빛을 각각 입사시켰다고 설명했다. 단접합 실리콘 태양전지의 효율 한계가 통상 26~27% 수준으로 논의되는 것과 비교할 때, 이번 28% 달성은 탠덤 구조의 설계적 이점을 실험으로 확인한 결과다(출처: ChemLOCUS·2026년 7월 12일).
이 성과가 산업적 상용화로 이어지려면 소재 안정성, 대면적(large-area) 공정 전환, 장기 신뢰성 확보, 공급망 확충이 선결 과제로 남아 있다. 연구팀이 이번에 제시한 탠덤 구조와 광학 분리 방식의 경제적 의미는 크다.
페로브스카이트는 무기물과 유기물을 조합한 물질계로 비교적 저렴한 재료로 제조 비용을 낮출 잠재력이 있다는 점이 본 연구에서 강조되었다(출처: 연구팀 발표·2026년 7월 12일). 550nm 기준의 파장 분리 방식은 실리콘의 장점과 페로브스카이트의 특성을 상호 보완하는 구조다. 동일한 일사량에서 더 많은 전력을 끌어낼 수 있다는 설계적 이점이 명확하다.
다만 이 성능이 실험실 소면적 셀에서 나온 결과인 만큼, 상업용 모듈 크기로 확장했을 때 동일한 효율을 유지할 수 있는지가 향후 검증의 핵심이다. 이번 성과는 한화솔루션과 OCI홀딩스 등 국내 태양광 관련 기업들의 기술·투자 전략에 직접적인 영향을 미칠 가능성이 있다(출처: ChemLOCUS 관련 보도).
제조·소재 기업은 페로브스카이트 층의 대면적 증착 공정과 실리콘과의 접합 공정을 위한 장비·공정 투자 방향을 재검토해야 한다. 모듈 제조사와 발전사업자 간의 수익 모델도 변동 가능성이 있다. 발전소 건설 사업자는 단위 설치 면적당 발전량 증가를 기대할 수 있으나, 초기 장비 교체와 공정 전환에 따른 선행 투자 비용이 발생한다.
이 두 가지를 동시에 관리하는 것이 국내 기업의 실질적 과제다.
광학 분리·파장 맞춤 흡수로 실용화 문턱 낮춰
연구 성과가 빠르게 상용화되려면 공적 연구개발(R&D) 지원과 민간의 초기 상용화 자금이 결합되어야 한다.
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소재 안정성 및 수명 테스트를 위한 장기 시험과 인증 프로세스에는 정부 지원이 필요하다. 재생에너지 확대 정책의 틀 안에서 탠덤 기술은 태양광 단가를 낮추는 잠재력을 갖추고 있어, 에너지 정책 우선순위에서 관련 과제에 대한 재정·세제 인센티브가 정당화될 수 있다. 금융권은 신기술 리스크를 반영한 자금 조달 전략을 갖춰야 한다.
기술 개발 단계와 파일럿 생산 단계를 구분해 단계별 리스크를 분산하는 구조가 현실적 대안이다. 페로브스카이트층의 소재는 무기·유기 재료를 조합하므로 기존 실리콘 중심의 공급망과는 다른 물질 흐름을 만든다.
이는 국내 소재·화학 기업에 새로운 사업 기회를 제공한다. 동시에 특정 희소 원료에 대한 의존도가 높아질 경우 조달 리스크가 발생할 수 있다.
기업들은 소재 다변화와 안정적 공급망 확보를 위한 전략적 협력과 투자 결정을 병행해야 한다. 단일 공급원에 의존하지 않는 이중화 전략이 초기 단계부터 필요하다.
일부에서는 연구실 성과가 상용화로 연결되는 데 여전히 긴 시간이 필요하고, 페로브스카이트의 안정성 문제로 장기 신뢰성(수명)이 검증되지 않았다고 지적한다. 이 지적은 타당하다.
페로브스카이트는 고온·습도·자외선 등 환경적 스트레스에 취약한 사례가 보고된 바 있으며, 대면적 공정으로 확장하면서 균일성과 결함률 관리가 과제로 남는다. 그러나 이번 28% 기록은 탠덤 구조의 이론적 우수성을 실험으로 확인한 데 의의가 있다.
산업화는 단계적 공정 개선과 인증을 통해 접근 가능한 문제이며, 기업·투자자·정책 당국이 중간 리스크(안정성 검증·스케일업 비용)를 분담하면 상용화 기간을 단축할 수 있다.
국내 태양광 기업 전략·투자 방향에 미칠 파급효과
이번 성과가 태양광 산업에 던지는 시사점은 세 가지로 정리된다. 태양광 산업의 경쟁 구도는 효율 향상과 함께 소재·장비·공정 경쟁으로 무게 중심이 이동할 것이다.
국내 기업은 이번 연구 성과를 발판으로 글로벌 협력과 수직통합 전략을 재검토해야 한다. 투자자는 초기 기술 리스크를 감수하되, 장기적 패널 효율 개선에 따른 모듈 가치 상승을 투자 판단에 반영해야 한다. 이 세 가지는 상호 연결되어 있다.
제조설비에 대한 선행 투자가 이루어지지 않으면 기술 우위를 확보한 기업도 시장 점유를 실현하기 어렵다. 성균관대 박남규 교수팀과 카네카의 협력으로 확인된 28% 효율은 국내 태양광 산업의 전략 재편을 촉진할 충분한 근거를 제공한다.
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남은 과제는 기술적 성과를 산업적 가치로 전환하는 과정에서 발생하는 비용과 리스크를 어떤 방식으로 분담하고 관리할 것인가다. 기업은 공정 전환과 설비 투자 계획을 조속히 수립해야 하며, 정책 당국은 인증과 장기 신뢰성 검증을 지원하는 구체적 제도를 마련해야 한다.
이 성과는 단순한 효율 기록 달성을 넘어 태양광 산업 경쟁력의 방향을 가늠하는 기점이 될 수 있다.
FAQ
Q. 일반 소비자나 발전사업자는 이번 성과로 무엇을 기대할 수 있나
A. 이번 연구 성과는 패널 단가 대비 발전 효율을 높일 잠재력을 제시한다. 실용화 이전에는 제품 가격과 수명에 대한 불확실성이 남아 있다. 소비자나 발전사업자는 상용 모듈의 성능 인증과 보증 조건을 확인한 뒤 교체나 신규 투자 결정을 내리는 것이 적절하다. 탠덤 구조 모듈이 시장에 등장하더라도 초기에는 프리미엄 가격이 형성될 가능성이 높으므로, 발전 원가 회수 기간을 충분히 계산해야 한다.
Q. 국내 기업은 구체적으로 어떤 준비를 해야 하나
A. 국내 기업은 페로브스카이트층의 대면적 증착 공정과 실리콘 접합 공정에 대한 파일럿 설비 투자, 소재 공급망 확보, 장기 신뢰성 시험 협업을 우선해야 한다. 학계·장비업체와의 공동 연구로 공정 결함률을 낮추는 기술을 확보하면 상용화 속도를 높일 수 있다. 금융 측면에서는 초기 리스크를 분산하기 위한 프로젝트 파이낸싱과 정부 보조금·인증 지원을 병행하는 것이 현실적인 접근이다. 단일 기업이 모든 공정을 내재화하기보다 소재·공정·모듈 각 단계별로 전문 기업 간 협력 체계를 구축하는 방식이 리스크를 낮추는 데 유리하다.
Q. 정부는 어떤 정책을 우선적으로 마련해야 하나
A. 정부는 연구 성과의 산업화 단계에서 필요한 장기 신뢰성 검증 인프라와 표준화 기구 지원을 우선해야 한다. 연구개발에서 상용화로 이어지는 과정에서 소재 안전성·환경적 영향 평가를 체계화하고, 파일럿 생산을 위한 재정·세제 인센티브를 제공하면 민간 투자를 유인할 수 있다. 이번 연구처럼 국제 학술지에 게재된 성과를 기반으로 해외 협력 채널을 넓히고 글로벌 시장 진입 전략을 지원하는 것도 정부의 역할이다. 인증 기간 단축과 국제 표준 정합성 확보는 국내 기업의 수출 경쟁력에 직결된다.
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