고효율 페로브스카이트 태양광 발전 제조 2025: 다음 세대 태양광 발전의 선도. 첨단 제조가 시장 성장을 가속화하고 재생 가능 에너지를 변환하는 방법을 알아보세요.

요약: 2025년 시장 환경 및 주요 동인
기술 개요: 페로브스카이트 태양광 기초 및 효율성 이정표
제조 혁신: 최첨단 방법 및 재료
경쟁 분석: 선도 기업 및 전략적 파트너십
시장 규모 및 성장 예측 (2025–2030): CAGR 및 수익 예측
비용 절감 및 확장성: 제조 경제와 장벽
성능, 신뢰성 및 인증: 산업 기준 충족
실리콘 및 탠덤 셀과의 통합: 하이브리드 접근법
지속 가능성 및 환경 영향: 생애 주기 평가
미래 전망: 상용화 로드맵 및 신흥 응용 프로그램
출처 & 참고 문헌

요약: 2025년 시장 환경 및 주요 동인

2025년 고효율 페로브스카이트 태양광(PV) 제조를 위한 세계적인 환경은 빠른 기술 발전, 증가된 파일럿 규모 제조 및 연구 기관과 산업 리더들 간의 전략적 파트너십 증가로 특징지어집니다. 페로브스카이트 태양전지(PSC)는 전통적인 실리콘 기반 태양광 발전에 비해 높은 전력 변환 효율성, 낮은 생산 비용 및 다용도 적용 형식을 제공하는 변혁적인 기술로 부각되고 있습니다. 2025년 시장은 실험실 규모의 혁신에서 확장 가능하고 상업적으로 실행 가능한 제조 공정으로의 전환을 목격하고 있습니다.

2025년 시장을 형성하는 주요 동인으로는 여러 산업 플레이어들이 보고한 바와 같이 30%를 초과하는 효율성을 가진 페로브스카이트-실리콘 탠덤 셀의 성공적인 demonstration이 포함됩니다. Oxford PV—옥스퍼드 대학교의 스핀아웃—와 같은 기업들은 상업적 모듈을 제공하기 위해 유럽에서 파일럿 생산 라인의 시작을 발표했습니다. 스위스의 태양광 제조업체인 Meyer Burger Technology AG는 고속 제작을 위한 정밀 장비의 전문 지식을 활용하여 페로브스카이트 탠덤 기술에 투자했습니다. 이러한 발전은 유럽 연합과 아시아에서 특히 연구소 및 정부가 지원하는 혁신 프로그램과의 강력한 협력으로 지원되고 있습니다.

2025년 시장은 저명한 재료 공급업체와 장비 제조업체의 등장에 의해 더욱 촉진되고 있습니다. 호주 페로브스카이트 재료 선구자인 Greatcell Solar(구 Dyesol)는 대면적 코팅 과정에 대한 고급 잉크 및 전구체를 계속 공급하고 있습니다. 한편, 세계적인 박막 PV의 리더인 First Solar는 탠덤 구조와의 통합을 탐색하며 하이브리드 페로브스카이트 기술에 대한 관심을표명했습니다. 이러한 움직임은 새로운 성능 기준을 열고 단일 접합 셀의 한계를 해결할 수 있는 하이브리드 및 탠덤 아키텍처로의 더 넓은 산업 경향을 강조하고 있습니다.

앞을 내다보면, 고효율 페로브스카이트 PV 제조에 대한 전망은 낙관적이며 2026–2027년에 빠르게 상용화될 것으로 기대됩니다. 장기적인 안정성, 환경 내구성, 결함 없는 대면적 모듈의 확장과 같은 주요 챌린지가 여전히 존재합니다. 그러나 고급 캡슐화, 롤 투 롤 가공 및 자동화에 대한 지속적인 투자가 이러한 장벽을 완화할 것으로 예상됩니다. 결과적으로 페로브스카이트 PV는 재생 가능 에너지로의 글로벌 전환에서 중추적인 역할을 할 준비가 되어 있으며, 유틸리티, 상업 및 신흥 건물 통합 응용 프로그램을 위한 비용 효율적이고 고성능의 태양광 솔루션으로의 경로를 제공합니다.

기술 개요: 페로브스카이트 태양광 기초 및 효율성 이정표

페로브스카이트 태양광은 놀라운 전력 변환 효율(PCE)과 저비용, 확장 가능한 제조 가능성 덕분에 태양 에너지 분야에서 빠르게 변혁적인 기술로 떠오르고 있습니다. 페로브스카이트 태양전지(PSC)의 기본 구조는 ABX₃ 결정 구조를 가진 재료의 한 종류에 기반하고 있으며, 여기서 ‘A’와 ‘B’는 양이온이고 ‘X’는 일반적으로 할라이드인 음이온입니다. 이 독특한 구조는 강한 빛 흡수, 긴 캐리어 확산 길이, 조정 가능한 밴드갭을 가능하게 하며, 이 모두는 높은 효율의 태양 에너지 변환에 중요합니다.

2025년 현재, 실험실 규모의 페로브스카이트 태양전지는 26%를 초과하는 인증된 효율을 달성하여 전통적인 실리콘 기반 태양광 발전과 경쟁하고 심지어 능가하고 있습니다. 이러한 이정표는 세계 기록 태양전지 효율의 권위 있는 차트를 유지하는 국립재생에너지연구소 (NREL)와 같은 기관에 의해 검증되었습니다. 효율의 빠른 발전은 재료 조성, 인터페이스 공학 및 장치 구조의 발전, 실리콘 또는 기타 재료 위에 페로브스카이트 층을 쌓아 더 넓은 스펙트럼의 햇빛을 포착하는 탠덤 구성 등을 통해 이루어졌습니다.

주요 산업 플레이어들은 이제 이러한 실험실 성과를 확장 가능한 제조 프로세스로 전환하고 있습니다. Oxford PV와 같은 기업들은 페로브스카이트-실리콘 탠덤 셀에 초점을 맞추고 있으며, Oxford PV는 옥스퍼드 대학교의 스핀아웃으로, 25% 이상의 효율성을 가진 모듈을 제조할 수 있는 파일럿 생산 라인을 보고하고 있으며, 가까운 시일 내 상업적 배치를 목표로 하고 있습니다. 유사하게, 스위스 태양광 제조업체인 Meyer Burger Technology AG는 제품 로드맵에 페로브스카이트 기술을 통합할 계획을 발표하며 정밀한 태양전지 제조에 대한 전문 지식을 활용하고 있습니다.

고효율 페로브스카이트 태양광 제조는 여러 중요한 단계를 포함합니다: 페로브스카이트 층의 용액 처리 또는 증기 증착, 재결합 손실을 줄이기 위한 인터페이스 패시베이션, 안정성을 향상시키기 위한 캡슐화. 최근 혁신에는 혼합 양이온 및 혼합 할라이드 페로브스카이트와 같은 조성 조정, 및 대면적 균일 필름을 위해 슬롯 다이 및 블레이드 코팅과 같은 고급 코팅 기술 사용이 포함됩니다. 이러한 방법들은 롤 투 롤 제조에 최적화되고 있으며, 이는 생산 비용을 크게 낮추고 유연하고 경량의 태양광 모듈을 가능하게 할 것으로 기대됩니다.

앞으로의 전망은 고효율 페로브스카이트 태양광 제조에 대해 매우 유망합니다. 산업 로드맵은 향후 몇 년 내에 25% 이상의 효율성과 20년 이상의 운영 수명을 가진 상업적 규모의 모듈이 달성될 것으로 예상하고 있습니다. NREL 및 주요 기업들이 촉진한 연구 기관과 제조업체 간의 지속적인 협력은 실험실의 혁신이 광범위한 시장 채택으로 이어지도록 가속화할 것으로 기대되며, 페로브스카이트 태양광 발전이 재생 가능 에너지로의 글로벌 전환에 중요한 동력이 될 것입니다.

제조 혁신: 최첨단 방법 및 재료

2025년 고효율 페로브스카이트 태양광(PV) 제조의 환경은 빠르게 발전하고 있으며, 이는 고급 재료 공학, 확장이 가능한 증착 기술, 그리고 강력한 캡슐화 전략의 융합에 의해 주도되고 있습니다. 이 분야는 실험실 규모의 시연에서 파일럿 및 상업적 생산으로의 전환을 목격하고 있으며, 여러 산업 리더와 컨소시움이 이 전환을 선도하고 있습니다.

주요 혁신 중 하나는 슬롯 다이 코팅, 블레이드 코팅, 잉크젯 프린팅과 같은 확장 가능한 증착 방법의 채택입니다. 이러한 방법들은 최소한의 재료 낭비로 균일한 대면적 페로브스카이트 필름을 가능하게 합니다. 이러한 기술들은 비용 효율적인 대량 생산을 위한 중요한 단계인 롤 투 롤 제조와의 호환성을 보장하기 위해 개선되고 있습니다. 예를 들어, 페로브스카이트-실리콘 탠덤 기술의 선구자인 Oxford PV는 스케일 가능한 프로세스를 사용하여 실리콘 웨이퍼에 페로브스카이트 층을 통합하는 데 있어 상당한 진전을 보고하며 상업적 크기의 셀에서 인증된 전력 변환 효율(PCE) 28% 이상의 성과를 거두었습니다. 그들의 독일 파일럿 라인은 앞으로 몇 년 내에 생산 능력을늘릴 예정이며, 지붕 및 유틸리티 규모의 응용 프로그램을 모두 목표로 하고 있습니다.

재료 혁신은 효율성 및 안정성 향상의 중심입니다. 혼합 양이온 및 혼합 할라이드 페로브스카이트 조성의 개발은 열 및 습기 안정성을 개선하여 상용화의 주요 장벽 중 하나를 해결했습니다. First Solar 및 Hanwha Solutions와 같은 기업들은 페로브스카이트 통합을 활성화하며, 각각 얇은 필름 및 실리콘 PV에 대한 전문가 지식을 활용하여 탠덤 아키텍처의 채택을 가속화하고 있습니다. 이러한 노력은 재결합 손실을 최소화하고 장치의 장기 수명을 늘리는 충전 이동 계층 및 인터페이스 공학의 발전과 함께 보완됩니다.

캡슐화 및 장벽 기술도 발전하고 있으며, 환경에 대한 열화로부터 페로브스카이트 모듈을 보호하기 위해 다층 코팅 및 유연한 기판이 개발되고 있습니다. Meyer Burger Technology AG는 고효율 이종 접합 실리콘 모듈로 알려져 있으며, 페로브스카이트 연구에 투자하고 페로브스카이트-실리콘 탠덤 셀을 제품 로드맵에 통합할 계획을 발표하여 외부 내구성을 위한 강력한 캡슐화를 강조하고 있습니다.

앞으로 몇 년 동안 모듈 효율성, 안정성 및 제조 가능성의 추가 개선이 예상됩니다. 국립재생에너지연구소 및 유럽 연구 동맹이 조정하는 산업 협력은 상용화로의 경로를 가속화하고 있습니다. 파일럿 라인의 스케일업 및 공급망의 성숙에 따라, 페로브스카이트 PV는 주류 기술이 될 것으로 예상되며, 2020년대 후반에는 30%의 모듈 효율을 초과하고 경쟁력 있는 전기 단가(LCOE)를 달성할 수 있을 것입니다.

경쟁 분석: 선도 기업 및 전략적 파트너십

2025년 고효율 페로브스카이트 태양광(PV) 제조를 위한 경쟁 환경은 빠른 기술 발전, 전략적 제휴 및 실험실 규모 혁신에서 상업 규모 생산으로 전환하고 있는 증가하는 산업 플레이어 수로 특징지어집니다. 여러 기업들이 등장하여 독창적인 제조 기술을 활용하고 파트너십을 형성하여 시장 진입과 규모 확장을 가속화하고 있습니다.

Oxford PV는 영국과 독일에 본사를 두고 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지 개발의 선두주자로 남아 있습니다. 이 회사는 탠덤 셀에 대해 28%를 초과하는 인증된 효율성을 달성하였으며, 독일에서 상업용 모듈 생산을 목표로 제조 용량을 확대하고 있습니다. Oxford PV의 기존 실리콘 PV 제조업체 및 장비 공급업체와의 전략적 협력은 페로브스카이트 층을 기존 실리콘 셀 생산 라인에 통합하여 비용을 줄이고 신속한 채택을 촉진하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다 (Oxford PV).

Hanwha Q CELLS는 한국과 독일에 본사를 둔 주요 글로벌 PV 제조업체로, 페로브스카이트 연구 및 개발에 상당한 투자를 하고 있습니다. 이 회사는 내부 혁신과 외부 파트너십을 모두 추구하고 있으며, 스카일블 마케팅 프로세스를 개발하기 위해 학계 및 기술 제공업체와 공동 연구 프로젝트를 포함하고 있습니다. Hanwha Q CELLS의 기존 제조 인프라 및 글로벌 유통망은 고효율 페로브스카이트 PV 기술의 상용화에서 중요한 플레이어로 포지셔닝하고 있습니다 (Hanwha Q CELLS).

LONGi Green Energy Technology는 세계 최대의 실리콘 웨이퍼 제조업체로 페로브스카이트 PV 분야에도 진입했습니다. LONGi는 하이브리드 페로브스카이트-실리콘 아키텍처를 탐색하기 위해 연구개발에 투자하며, 페로브스카이트로 향상된 모듈의 확장 가능성과 내구성을 검증하기 위한 파일럿 생산 라인을 발표했습니다. 이 회사의 수직 통합 및 공급망 강점은 비용 통제 및 신속한 배포에서 경쟁 우위를 제공합니다 (LONGi Green Energy Technology).

전략적 파트너십은 2025년 이 분야의 정의적인 특징입니다. 기업들은 페로브스카이트 안정성, 대면적 균일성 및 환경 규제 준수를 해결하기 위해 재료 공급업체, 장비 제조업체 및 연구소와 협력하고 있습니다. 예를 들어, 페로브스카이트 스타트업과 기존 유리 또는 캡슐화 업체 간의 파트너십은 다양한 기후에 적합한 견고하고 기후 저항성 모듈 개발을 가속화하고 있습니다.

앞으로는 First Solar 및 JinkoSolar와 같은更多 플레이어들이 페로브스카이트 통합을 탐색하고 지적 재산 포트폴리오가 확장됨에 따라 경쟁 동력이 더욱 강화될 것으로 예상됩니다. 향후 몇 년에는 시장 점유율 확보를 위한 기업 간 합병, 라이센스 계약 및 합작 투자 증가가 예상됩니다.

시장 규모 및 성장 예측 (2025–2030): CAGR 및 수익 예측

고효율 페로브스카이트 태양광(PV) 제조의 글로벌 시장은 2025년과 2030년 사이에 상당한 확장을 할 준비가 되어 있으며, 이는 빠른 기술 발전, 증가하는 투자 및 차세대 태양광 솔루션에 대한 긴급한 수요에 의해 주도되고 있습니다. 2025년 현재, 페로브스카이트 PV 기술은 파일럿 규모 생산에서 초기 상용 배치로 전환하고 있으며, 여러 산업 리더와 컨소시움들이 제조 능력을 확장하고 효율성 및 안정성을 높이는 제조 공정을 세밀하게 조정하고 있습니다.

Oxford PV와 같은 주요 플레이어들은 이미 28%를 초과하는 인증된 효율성을 가진 페로브스카이트-실리콘 탠덤 셀을 시연했으며, 예측된 수요를 충족하기 위해 생산 라인을 적극적으로 확장하고 있습니다. 폴란드의 Saule Technologies는 건물 통합 태양광(BIPV)용 유연한 페로브스카이트 모듈을 상용화하고 있으며, 중국의 Microquanta Semiconductor는 대면적 모듈을 위한 롤 투 롤 제조를 확장하고 있습니다. 이들 기업은 시연 프로젝트에서 대량 생산으로 이동하면서 시장 성장을 촉진할 것으로 예상됩니다.

2025~2030년 산업 예측은 고효율 페로브스카이트 PV 제조 분야에 대해 30%에서 40% 사이의 지속적인 연평균 성장률(CAGR)을 나타냅니다. 이 빠른 성장은 전통적인 실리콘 PV에 비해 낮은 제조 비용으로 더 높은 전력 변환 효율성을 제공하는 기술의 잠재력을 기반으로 합니다. 2030년까지 페로브스카이트 PV 제조에 대한 연간 시장 수익은 재료, 장비 및 완성된 모듈을 포함하여 수십억 달러에 이를 것으로 예상되며, 일부 산업 소식통은 상용화 속도와 규제 승인에 따라 50억~100억 달러의 수익을 예상하고 있습니다.

이 분야의 전망은 또한 기존 태양광 제조업체의 전략적 파트너십 및 투자에 의해 더욱 강화되고 있습니다. 예를 들어, Hanwha Solutions와 JinkoSolar는 페로브스카이트-실리콘 탠덤 모듈을 위한 R&D 이니셔티브 및 파일럿 라인을 각각 발표하며, 기술의 확장성과 시장 잠재력에 대한 산업의 신뢰를 시사하고 있습니다. 또한, 국립재생에너지연구소(NREL)와 같은 기관들이 공동 연구 및 성과 기준 검증을 통해 상용화 노력을 지원하고 있습니다.

요약하자면, 고효율 페로브스카이트 PV 제조 시장은 2025년 이후 기하급수적인 성장, 강력한 CAGR, 빠르게 증가하는 수익 및 확장하는 글로벌 제조 기반을 경험할 것으로 예상됩니다. 향후 5년은 초기 수용에서 광범위한 시장 침투로 진행되는 데 중요한 시기가 될 것이며, 혁신적인 스타트업과 기존 태양광 대기업 모두가 지원할 것입니다.

비용 절감 및 확장성: 제조 경제와 장벽

고효율 페로브스카이트 태양광(PV)의 비용 효율적이고 확장 가능한 제조를 향한 노력은 2025년 매우 intensifying되고 있으며, 기술이 상업적 실행 가능성에 접근하고 있습니다. 페로브스카이트 태양전지(PSC)는 25%를 초과하는 실험실 전력 변환 효율을 보여주었으며, 전통적인 실리콘 PV에 도전하고 있지만, 실험실 규모 프로토타입에서 대량 생산으로의 전환은 상당한 경제적 및 기술적 도전을 제시하고 있습니다.

비용 절감의 주요 요소 중 하나는 페로브스카이트 제조가 저온, 용액 기반 프로세스와 호환성이 있다는 점입니다. 이는 고처리량 롤 투 롤(R2R) 제조에 맞춰 조정될 수 있습니다. 이는 결정질 실리콘에 필요한 고온 공정과는 대조적입니다. Oxford PV 및 Saule Technologies와 같은 기업들이 선두에 있으며, Oxford PV는 페로브스카이트-실리콘 탠덤 셀에 초점을 맞추고, Saule Technologies는 유연하고 인쇄 가능한 페로브스카이트 모듈을 개척하고 있습니다. 두 기업 모두 시연 라인 및 상용 생산을 확대하고 있으며, 스케일에서 비용 우위를 입증하기 위해 목표하고 있습니다.

재료 비용은 특히 장기적 안정성을 보장하기 위해 필요한 고순도의 전구체 및 캡슐화 재료에 대한 장벽이 여전히 존재합니다. 그러나 페로브스카이트 셀의 얇은 활성 층(일반적으로 1 미크론 미만)은 원자재 사용이 본질적으로 적다는 것을 의미하며, 공급망이 성숙함에 따라 비용 절감 경로를 제공합니다. First Solar는 주로 카드뮴 텔루라이드(CdTe) 제조업체이지만, 페로브스카이트 개발을 모니터링하며 비용 효율적인 얇은 필름 PV 생산에서 공급망 통합 및 재활용의 중요성을 강조했습니다.

확장성 또한 균일한 대면적 코팅과 결함 관리를 필요로 하여 도전받고 있습니다. 슬롯 다이 코팅, 블레이드 코팅 및 잉크젯 프린팅과 같은 기술들이 페로브스카이트 층에 최적화되고 있으며, 장비 공급업체와 연구 컨소시움이 기존의 얇은 필름 PV 인프라에 적응하고 있습니다. Meyer Burger Technology AG는 다음 세대 태양광 기술을 위한 생산 도구를 적극적으로 개발하고 있으며, 여기에 페로브스카이트도 포함되어 있습니다.

앞을 내다보면, 앞으로 몇 년 동안 파일럿 제조 라인에 대한 투자가 증가할 것이며, 목표는 모듈 비용을 $0.20/Watt 아래로 낮추는 것입니다—안정성 및 수율 목표가 충족된다면 실리콘 PV보다도 저렴해질 수 있습니다. 산업 로드맵은 2027년까지 페로브스카이트 PV가 기가와트 규모의 생산에 도달할 수 있을 것으로 예상하며, 신뢰성 및 신용이 입증된다면 가능한 상황입니다. 이 분야의 발전은 여전히 재료 공급업체, 장비 제조업체 및 셀/모듈 생산자 간의 지속적인 협력을 필요로 하여 남아 있는 경제적 및 기술적 장벽을 극복해야 합니다.

성능, 신뢰성 및 인증: 산업 기준 충족

고효율 페로브스카이트 태양광(PV) 제조의 빠른 발전은 성능, 신뢰성 및 인증에 강력히 초점을 맞추고 있습니다. 2025년 현재, 페로브스카이트 태양전지(PSC)는 25%를 초과하는 인증된 전력 변환 효율(PCE)을 달성하여 전통적인 실리콘 기반 모듈과 경쟁하고 있습니다. 이러한 발전은 재료 공학, 확장 가능한 증착 기술 및 탠덤 셀 아키텍처의 혁신에 기반하고 있습니다.

주요 산업 플레이어들은 페로브스카이트 PV의 상용화를 적극적으로 추구하고 있습니다. Oxford PV는 영국-독일 회사로, 28% 이상의 인증된 탠덤 셀 효율성을 보고하며 브란덴부르크 시설에서 대량 생산을 목표로 하고 있습니다. 이 회사는 안정성 및 내구성을 위한 국제 전기 기술 위원회(IEC) 표준을 충족하도록 포커스를 맞추고 기존의 모듈 제조업체와 밀접하게 협력하고 있습니다. 유사하게, 스위스 제조업체인 Meyer Burger Technology AG는 페로브스카이트-실리콘 탠덤 모듈에 투자하고 있으며, 정밀 장비와 품질 관리의 전문 지식을 활용하여 신뢰성 및 규모 확대 문제를 해결하고 있습니다.

신뢰성은 페로브스카이트 PV의 중심 이슈로 남아 있으며, 기술은 실제 조건 하에서 장기 운영 안정성을 입증해야 합니다. 이 목적을 위해 기업들은 IEC 61215 및 IEC 61730 표준에 따라 습기, 열 사이클링 및 UV 노출을 포함한 엄격한 가속 노화 테스트를 수행하고 있습니다. Heliatek GmbH는 유기 및 하이브리드 태양광 분야의 독일 선구자로, 페로브스카이트 통합을 탐색하고 있으며, 시장 진입을 촉진하기 위해 제품 클레임을 검증하기 위한 제3자 인증의 중요성을 강조하고 있습니다.

인증 기관과 산업 컨소시움은 페로브스카이트 PV의 표준화된 테스트 프로토콜을 설정하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. 국제 전기 기술 위원회(IEC)와 국제 에너지 기구(IEA)는 페로브스카이트 재료의 독특한 특성에 맞도록 가이드라인을 업데이트하고 있으며, 새로운 제품이 기존의 실리콘 모듈과 신뢰할 수 있게 비교될 수 있도록 보장하고 있습니다. 이러한 조화는 은행 가능성 및 대규모 배포를 위해 중요합니다.

앞으로 몇 년 내에 실험실 규모의 혁신과 상업적 규모의 신뢰성 간의 격차를 해소하기 위한 노력이 강화될 것입니다. 산업 리더들은 2027년까지 페로브스카이트 PV 모듈이 30년의 운영 수명을 달성하고 광범위한 인증을 확보하여 주류 태양광 시장 및 유틸리티 규모 프로젝트에 통합되는 길을 열 것으로 예상하고 있습니다.

실리콘 및 탠덤 셀과의 통합: 하이브리드 접근법

페로브스카이트 재료와 실리콘을 통합하여 탠덤 태양전지를 형성하는 것은 기존의 단일 접합 실리콘 태양광 발전의 효율 한계를 초과하기 위한 주요 전략입니다. 2025년 현재, 이 하이브리드 접근 방식은 높은 전력 변환 효율(PCE)과 비용 효율적인 태양 에너지 솔루션에 대한 필요에 의해 실험실 시연에서 파일럿 규모 제조로 급속히 발전하고 있습니다.

최근 몇 년 동안 여러 연구 그룹과 기업들이 인증된 PCE가 30%를 초과하는 기록적인 탠덤 셀 효율성을 보고했습니다. 예를 들어, Oxford PV는 2023년에 상업적으로 크기가 큰 셀에 대해 28.6%의 인증 효율성을 발표하였으며, 독일 브란덴부르크 시설에서 생산량을 늘리며 30%를 초과하는 모듈급 효율성을 목표로 하고 있습니다. 이 회사의 로드맵은 향후 몇 년 내에 기가와트 제조로 확장할 계획이며, 기존 실리콘 모듈 제조업체에 탠덤 셀을 공급하는 것을 목표로 하고 있습니다.

유사하게, 스위스 태양광 장비 제조업체인 Meyer Burger Technology AG는 페로브스카이트-실리콘 탠덤 모듈을 개발 및 상용화하기 위한 파트너십을 체결하였습니다. 그들의 초점은 기존의 이종 접합 실리콘 셀 라인을 활용하여 페로브스카이트 상단 셀을 통합하는 것이며, 파일럿 생산 라인은 2025년까지 가동될 것으로 예상되고 있습니다. Meyer Burger의 접근법은 현재 실리콘 제조 인프라와의 호환성을 강조하며 이는 산업의 신속한 채택에 필수적입니다.

재료 및 장비 측면에서 DuPont와 같은 기업들은 페로브스카이트-실리콘 탠덤의 독특한 요구 사항에 맞춘 고급 캡슐화제 및 장벽 필름을 공급하고 있으며, 안정성과 내구성과 관련된 문제를 해결하고 있습니다. 한편, First Solar는 주로 박막 카드뮴 텔루라이드(CdTe) 기술에 집중하지만, 탠덤 개발을 적극 모니터링하고 있으며, 상용성이 입증된다면 하이브리드 접근법에 열려 있음을 시사하고 있습니다.

태양광 산업 협회(SEIA) 및 국제 에너지 기구(IEA)와 같은 산업 기구들은 탠덤 및 하이브리드 셀 아키텍처가 2020년대 후반까지 주류 시장에 진입할 것으로 예상하고 있으며, 이는 확장성, 신뢰성 및 비용 절감에서의 지속적인 발전에 따라 달라질 것입니다. 향후 몇 년 동안 페로브스카이트 혁신가와 기존 실리콘 제조업체 간의 협력이 증가할 것으로 예상되며, 파일럿 프로젝트와 시연 공장이 대량 채택을 위한 중요한 이정표 역할을 할 것입니다.

결론적으로, 페로브스카이트와 실리콘의 통합은 태양광 효율성 표준을 재정의할 준비가 되어 있습니다. 주요 기업들이 확대 및 공급망 개발에 투자하고 있는 가운데, 고효율 하이브리드 태양 모듈에 대한 전망은 더욱 유망해지고 있습니다.

지속 가능성 및 환경 영향: 생애 주기 평가

고효율 페로브스카이트 태양광(PV) 제조의 지속 가능성 및 환경 영향은 기술이 2025년 및 그 이후 상업적 성숙에 접근함에 따라 중앙 관심사가 되고 있습니다. 생애 주기 평가(LCA) 연구는 페로브스카이트 태양전지(PSC)의 전체 환경 발자국을 평가하기 위해 점점 더 많이 수행되고 있습니다. 이는 원자재 추출부터 제조, 운영 및 생애 종료 관리에 이르기까지 모든 단계를 포함합니다.

페로브스카이트 PV의 주요 장점 중 하나는 상대적으로 낮은 온도에서 에너지를 적게 소모하는 용액 기반 가공이 가능하다는 점으로, 이는 기존 실리콘 PV 제조에 비해 내재 에너지를 크게 줄일 수 있습니다. Oxford PV 및 Saule Technologies와 같은 기업들은 롤 투 롤 인쇄 및 탠덤 셀 통합과 같은 확장 가능한 제조 방법을 개척하여 에너지 투입 및 재료 낭비를 더욱 최소화하고 있습니다. 이러한 접근법은 페로브스카이트 모듈의 탄소 발자국을 줄일 것으로 예상되며, 일부 LCA 모델은 온실가스 배출량이 20~50g CO₂-eq/kWh에 이를 것으로 예상하고 있습니다—이는 전통적인 실리콘 모듈보다 현저히 낮습니다.

재료 독성, 특히 가장 효율적인 페로브스카이트 조성에서 납의 사용은 여전히 중요한 환경적 도전 과제가 됩니다. 업계 리더들은 운전 및 폐기 중 납 누출을 완화하기 위해 캡슐화 전략 및 재활용 프로토콜을 적극적으로 개발하고 있습니다. Oxford PV와 Saule Technologies는 납 격리층 및 폐쇄형 재활용 시스템에 대한 연구를 발표하였으며, 이는 EU 및 기타 시장의 변화하는 환경 규정을 준수하는 데 목표를 두고 있습니다.

자원 효율성은 또 다른 초점 영역입니다. 페로브스카이트 PV는 활성 재료의 얇은 층을 요구하므로 실리콘 기반 기술에 비해 원자재 수요가 줄어듭니다. 또한, 풍부한 원소의 사용과 유연한 경량 기판의 잠재력은 운송 배출량을 더욱 줄이고, 건물 통합 태양광(BIPV)와 같은 새로운 응용 프로그램을 가능하게 합니다. Saule Technologies와 같은 기업은 이미 BIPV 제품을 시험 운영하고 있으며, 이는 도시 환경에서 지속 가능한 태양광 솔루션의 채택을 가속화할 수 있습니다.

앞으로 몇 년 동안 제조업체, 재활용업체 및 규제 기관 간의 협력이 증가하여 표준화된 LCA 방법론 및 견고한 생애 종료 관리 프레임워크를 구축할 것으로 예상됩니다. 산업 컨소시움 및 국제 에너지 기구와 같은 조직들은 지속 가능성 메트릭을 조화하고 페로브스카이트 PV 기술의 책임 있는 확장을 지원하는 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다. 상업적 배치가 확대됨에 따라 고효율 페로브스카이트 태양광의 환경적 자격 확보에 있어 투명한 보고 및 지속적인 개선이 결정적이 될 것입니다.

미래 전망: 상용화 로드맵 및 신흥 응용 프로그램

고효율 페로브스카이트 태양광(PV) 제조에 대한 상용화 로드맵은 기술이 실험실 규모의 혁신에서 산업 규모의 배포로 전환됨에 따라 급속도로 발전하고 있습니다. 2025년 현재, 여러 산업 리더와 컨소시움이 페로브스카이트 PV 제조를 확장하고 있으며, 독립형 모듈 및 실리콘과 함께하는 탠덤 구성을 모두 목표로 하고 있습니다. 초점은 높은 전력 변환 효율(PCE), 장기적인 운영 안정성 및 비용 효율적이고 확장 가능한 생산 공정을 달성하는 것입니다.

Oxford PV 및 Meyer Burger Technology AG와 같은 주요 플레이어들이 이 전환의 최전선에 있습니다. Oxford PV는 독일에서 25%를 초과하는 모듈 효율성을 목표로 하는 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지의 상용화 계획을 발표했습니다. 이들의 로드맵은 기존의 실리콘 PV 인프라를 활용하여 향후 몇 년 내에 기가와트 규모의 제조로 확대되는 것을 목표로 하고 있습니다. Meyer Burger Technology AG는 고급 PV 장비로 유명하며, 대면적 균일성 및 환경 안정성 문제를 해결하기 위해 페로브스카이트 혁신가들과 협력하고 있습니다.

아시아에서는 TCL과 Hanwha Solutions가 페로브스카이트 연구 및 개발 및 파일럿 라인에 투자하며, 롤 투 롤 가공 및 유연한 기판에 초점을 맞추고 있습니다. 이러한 접근 방식은 경량, 반투명 및 건물 통합 PV(BIPV) 제품을 가능하게 하여 기존의 지붕 및 유틸리티 규모 설치 외부의 응용 환경을 확대할 것으로 예상됩니다. 미국의 국립재생에너지연구소(NREL)는 산업 파트너십과 기술 검증을 지원하며 성과 및 신뢰성 평가를 독립적으로 제공하여 은행 가능성 확보를 위한 중요한 요소로 자리 잡고 있습니다.

앞으로 몇 년 동안 기본적으로 일반적인 시장에서 페로브스카이트-실리콘 탠덤 모듈의 첫 상용 배치를 볼 것으로 기대되며, 특히 고효율성과 미적 통합이 가치 있는 주거 및 상업용 지붕에서 이루어질 것입니다. 동시에 휴대용 전력, 농업 태양광 발전 및 차량 통합 태양광 등을 포함한 신흥 응용 프로그램이 Helia(구 Heliatek)와 같은 기업에 의해 탐색되고 있으며, 이들은 유기 및 하이브리드 얇은 필름 PV 솔루션 전문 기업입니다. 산업 전망은 캡슐화, 납 관리 및 가속 노화 프로토콜의 지속적인 개선에 의해 강화되고 있으며, 이는 내구성과 환경적 영향에 대한 남은 우려를 해결할 것으로 기대됩니다.

2027-2028년까지 산업 분석가들은 페로브스카이트 PV 모듈이 20년 이상의 상업적 수명을 달성하고 기존 실리콘 기술과의 가격 동등성을 이루게 될 것으로 예상하고 있습니다. 이 분야의 궤적은 재료 공급업체, 장비 제조업체 및 최종 사용자 간의 지속적인 협력과 함께, 국제 전기 기술 위원회(IEC)와 같은 조직에 의한 지원 정책 프레임워크 및 인증 기준에 의해 형성될 것입니다.

출처 & 참고 문헌

The Rise of Perovskite Solar Panels: A Game-Changer in Renewable Energy

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페로브스카이트 태양광 발전 2025–2030: 태양광 시장을 교란할 고효율 혁신

ByQuinn Parker