경제타임스 전영진 기자 | 일론 머스크가 이끄는 스페이스X가 우주 데이터센터 구축의 핵심 에너지원으로 ‘페로브스카이트’ 태양전지를 낙점하면서 국내 관련 기업들에 이목이 쏠리고 있다. 방사선에 강하고 가벼운 특성을 지닌 페로브스카이트가 우주 환경의 최적 솔루션으로 부상하며, 독보적인 기술력을 보유한 한국 기업들의 수혜가 예상된다.
2월 25일 유안타증권 및 업계에 따르면, 최근 스페이스X는 우주 공간에서 가동될 데이터센터에 차세대 태양광 발전을 도입하겠다고 예고했다. 그간 페로브스카이트는 습기와 빛에 민감해 상용화에 부침을 겪었으나, 진공 상태인 우주에서는 이러한 단점이 상쇄되는 반면 높은 효율과 가벼운 무게라는 장점이 극대화된다는 판단이다.
이러한 ‘머스크발 나비효과’는 한국 시장에 호재로 작용할 전망이다. 한국은 이미 페로브스카이트 분야에서 세계 최고 수준의 효율(25.5%)을 기록 중이며, 특허 보유량에서도 중국, 일본, 미국과 함께 글로벌 ‘톱 4’를 형성하고 있다. 특히 미중 갈등 국면에서 한국은 글로벌 공급망의 매력적인 대안으로 꼽힌다.
국내 제조 생태계도 탄탄하다. 태양전지 제조의 핵심인 증착 및 박막 공정은 국내 기업들이 강점을 가진 디스플레이·반도체 기술과 맞닿아 있다. 디스플레이 산업에서 축적된 롤투롤(Roll to Roll) 장비 및 진공 기술이 페로브스카이트 양산에 그대로 적용될 수 있기 때문이다.
유안타증권은 특히 필옵틱스와 신성이엔지를 주목할 기업으로 꼽았다. 필옵틱스는 페로브스카이트용 레이저 스크라이빙(Laser Scribing) 및 엣지 아이솔레이션(Edge Isolation) 장비 개발을 마쳐 글로벌 제조사 진출이 가시화되고 있다. 신성이엔지는 기존 실리콘 태양전지 기술에 페로브스카이트를 결합한 ‘텐덤(Tandem) 셀’ 연구를 통해 시장 개화 시 강력한 성장 동력을 확보할 것으로 보인다.
정부의 지원 사격도 이어진다. 정부는 2030년까지 셀 효율 35% 달성을 목표로 올해에만 336억원의 연구개발(R&D) 예산을 투입해 초고효율 텐덤 셀 기술 확보에 속도를 내고 있다.
권명준 유안타증권 연구원은 "AI 수요로 인한 데이터센터 확대와 우주 탐사 가속화로 페로브스카이트 시장은 2034년까지 연평균 43% 이상의 고성장이 기대된다"며 "장비부터 모듈까지 포진된 국내 밸류체인의 경쟁력이 부각될 시점"이라고 분석했다.
※ 페로브스카이트(perovskite)는 티탄산 칼슘(CaTiO3)으로 이루어진 칼슘 타이타늄 산화광물이다. 이것의 이름을 빌려서 CaTiO3 (XIIA2+VIB4+X2−3)와 같은 형식의 결정 구조로 이루어진 것을 페로브스카이트 구조로 분류한다.여러 다른 양이온이 이 구조에 들어갈 수 있어서 다양한 재료 공학 물질로의 개발이 가능하다. 페로브스카이트 물질은 강유전 및 초전도 현상 등과 같은 우수한 물리적 특성으로 활발히 연구되어 왔 으며, 2차원 구조의 유무기 복합 페로브스카이트 물질의 전도성이 유기물 체인의 변화로 인해 조절될 수 있다는 연구결과가 발표되면서 전기적 특성이 우수한 2차원 층상구조의 페로브스카이트 물질을 이 용한 트랜지스터, LED 등의 연구가 진행되었다.
※ 페로브스카이트 태양 전지(perovskite solar cell)는 태양 전지의 한 종류로, 페로브스카이트 구조를 가진 물질을 광흡수층으로 사용하는 태양 전지이다. 납이나 주석을 중심 금속으로 하는 유-무기 할로젠화물이 주로 사용된다. A 양이온 자리에 유기물 양이온, B 양이온 자리에 금속 양이온, X 음이온 자리에 할로겐 음이온을 포함하는 3차원 구조의 유무기 복합 페로브스카이트 물질이다. 3차원 구조의 페로브스카이트 물질은 2009년 일본 Toin 대학의 Miyasaka 교수 연구팀에 의해 최초로 태양전지에 적용된 것으로 알려져 있다. 최초로 적용된 물질은 메틸암모늄요오드화납(CH3NH3PbI3)로 염료감응 태 양전지의 흡광물질인 유기 염료를 대신하여 사용되었으며, 광전 변환 효율은 3.8%에 불과했다.
