한화시스템(대표이사 어성철)의 사내벤처 플렉셀 스페이스(Flexell Space)가 에어버스 디펜스 앤드 스페이스(Airbus Defence and Space GmbH, 이하 에어버스)에 ‘탠덤(Tandem) 태양전지 셀을 활용한 차세대 우주 태양전지 모듈 개발 협력 의향서(LOI, letter of intent)’를 체결했다고 22일 밝혔다.
이번 협약을 통해 플렉셀 스페이스와 에어버스는 기존 대비 무게를 절반 이상 경량화하면서도 성능과 효율은 유지할 수 있는 우주용 태양전지 모듈을 설계하고 개발할 계획이다.
기존 태양전지가 태양열을 받아 전기에너지로 변환시키는 효율이 20~30% 수준인 걸 비교하면, 이번에 공동 개발하게 될 태양전지는 플렉셀 스페이스의 탠덤 태양전지 셀을 적용해 저비용·고효율·빠른 생산·유연성 등을 보유한 획기적으로 차별화된 태양전지를 만들 수 있을 것으로 기대하고 있다.
플렉셀 스페이스가 개발한 탠덤 태양전지 셀은 CIGS와 페로브스카이트(Perovskite)를 결합해 기존 제품군 대비 낮은 비용으로 가볍고 높은 출력을 제공할 수 있어 위성·우주선 산업 발전의 동력원으로 주목받고 있다. 유연하게 구부러지는 성질을 지니고 있어 두루마리처럼 말렸다 펼쳐지는 구조로 탑재해 고객이 원하는 출력까지 태양전지를 펼쳐 사용할 수 있으며, 소면적·곡면 등 다양한 위성 표면에 적용 가능하다.
※ CIGS: 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se) 등 4개 원소로 구성된 화합물(Cu(In,Ga)Se2)을 광흡수층 물질로 활용한 박막형 태양전지로, 생산 단가가 저렴하며 가볍고 얇으면서 우수한 광 흡수를 특징으로 한다.
※ 페로브스카이트: 티탄산 칼슘(CaTiO3)과 같이 ABX3의 페로브스카이트(Perovskite) 결정구조로 이루어진 물질을 광흡수층으로 사용하는 태양전지로, 용액 공정으로 저렴하고 간단하게 대량 생산할 수 있어 현재의 실리콘 태양전지를 대체하고 우주에서도 사용이 가능한 차세대 태양전지로 주목받고 있다.
※ 탠덤 태양전지: 두 개의 태양전지를 쌓아 올려 서로 다른 파장 영역대의 태양광을 상호 보완적으로 흡수해 효율을 높인 차세대 태양전지를 일컫는다.
마이클 미트나흐(Michael Mittnacht) 에어버스 디펜스 앤드 스페이스(Defence and Space GmbH) 태양전지 세일즈 매니저는 “플렉셀 스페이스와 우주 환경에 적합한 고효율 태양전지 모듈을 개발하게 돼 매우 기쁘다”며 “양사의 강점을 최대한 활용해 우주 태양전지 기술을 혁신할 것”이라고 밝혔다.
안태훈 한화시스템 전문연구원 겸 플렉셀 스페이스 대표는 “위성 제조 시장을 주도하고 있는 에어버스와 함께 협력하게 돼 매우 기쁘다”며 “이번 협력을 통해 우주 최초의 신소재 태양전지의 실제 성능을 위성 제조사가 직접 검증하며, 이를 통해 세계 우주 태양전지 시장에서 독보적인 입지를 구축할 것”이라고 포부를 전했다.
한편, 민간 주도의 뉴스페이스(New Space) 시대가 도래하면서 위성 제조 시장은 점점 커지고 있으며 위성뿐 아니라 △우주 탐사 △성층권 드론이라 불리는 고고도 유사 위성(HAPS) △우주 태양광 시장 역시 커지고 있다. 다양하게 변화하는 우주 시장에서 플렉셀 스페이스의 태양전지는 기존의 값비싼 우주용 태양전지를 대체할 수 있는 획기적인 제품으로 평가받고 있다.
