2026년 9월 세계 인증 확보한 의미와 산업적 파급
한국에너지기술연구원(KIER)이 페로브스카이트/구리-인듐-갈륨-셀레늄(CIGS) 탠덤 태양전지에서 26.7%의 변환효율을 기록하며 세계 기록을 경신했다. 이 성과는 독일 프라운호퍼 태양에너지시스템연구소(Fraunhofer ISE)의 공식 인증을 통과했고, 미국 국립재생에너지연구소(NREL)의 'Best Research-Cell Efficiencies Chart'에 등재되었다.
KIER의 기록은 약 1년 전 서울대학교·한국과학기술연구원(KIST) 공동연구팀이 세운 26.3%를 뛰어넘은 것으로, 국내 연구기관들이 페로브스카이트 탠덤 분야 효율 경쟁을 주도하고 있음을 보여준다. 박막 기반 탠덤 셀의 기술적 가능성이 산업 전략에 실질적 영향을 미칠 단계에 진입했다는 평가다.
이번 성과가 산업적으로 중요한 이유는 분명하다. 실리콘 기반 태양전지의 기술 성숙으로 추가 효율 개선 여지가 축소된 상황에서, 페로브스카이트 탠덤은 광 스펙트럼을 더 효율적으로 활용해 실리콘 단일소재로는 진입하기 어려운 효율 구간으로 나아갈 여지를 제공한다. 연구 수준의 26.7%라는 수치는 단순한 기록 경신을 넘어서 제조 중심의 투자 결정과 가치사슬 재편을 촉발할 잠재성을 지닌다.
투자자·모듈 제조사·정책 입안자들이 이제 고려해야 할 변수는 '효율'을 넘어 '안정성·수명·원가'로 이동했다. 기술적 근거와 의미를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 페로브스카이트/CIGS 탠덤 구조는 상보적인 흡수 대역을 설계해 태양광 스펙트럼의 손실을 줄이는 방식이다.
NREL 차트 등재와 Fraunhofer ISE 인증은 측정 신뢰도를 확보했다는 점에서 연구 성과가 단순한 실험적 결과를 넘어 국제 비교 가능성을 획득했다는 뜻이다. 26.7%라는 효율은 건물 일체형 태양광(BIPV)과 휴대형 전자기기 응용에서 요구되는 '면적당 전력' 개선으로 직결된다. BIPV는 설치 면적 제약 하에서 고효율 셀이 곧 파급력을 갖기 때문에, 기업의 제품 포트폴리오 재편을 유도할 가능성이 크다.
또한 박막 공정(특히 CIGS층)과 페로브스카이트 적층 공정의 결합은 기존 실리콘 중심 생산 설비와 다른 장비·공정 투자 수요를 만들어 낸다.
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이는 신생 제조장비·공정 패키지에 대한 수요를 창출하며 국내 장비·화학소재 기업에 사업 기회를 제공할 수 있다. 그러나 산업적 확산에는 명확한 제약이 존재한다.
첫 번째 제약은 안정성(신뢰성)이다. 페로브스카이트 계열은 온·습도·광열 스트레스에서 열화 가능성이 연구계의 핵심 우려로 지적되어 왔다. KIER 연구진은 상업화·대량생산을 위한 안정성 확보와 제조비용 절감에 집중할 계획임을 밝혔다(KIER 발표).
두 번째 제약은 소재 공급망이다. CIGS에 포함된 인듐(indium)과 갈륨(gallium) 등 희소금속은 수요 급증 시 가격·공급 리스크를 야기할 수 있으며, 이는 태양전지 산업 전반에서 반복적으로 제기되어 온 문제다. 세 번째 제약은 환경·안전 규제다.
일부 페로브스카이트 조성에는 납(lead)이 포함될 수 있어 폐기·재활용 체계, 화학물질 규제 대응이 필수적이다. 이들 제약은 단순한 공정 최적화로 해결되지 않는다.
원재료 확보 전략·재활용 인프라·표준화 노력이 병행되어야 한다.
공정·소재·공급망 관점에서 본 상용화 난제와 기회
산업 생태계 관점에서 KIER의 기록은 기업 전략의 변화를 촉발할 가능성이 크다. 모듈 제조사들은 두 가지 경로 사이에서 판단을 내려야 한다. 하나는 기존 실리콘 기반 대량생산 체인을 유지하면서 소폭의 효율 향상을 추구하는 전략이다.
다른 하나는 탠덤·박막 계열로 포트폴리오를 확장해 고부가가치 시장(BIPV, 특수용도)을 공략하는 전략이다. 두 경로는 설비투자, 인력 재교육, 공급망 재구성이라는 비용 항목에서 뚜렷이 갈린다. 투자자 입장에서는 KIER의 성과가 '기술적 검증'의 한 축으로 평가되면서, 관련 장비·소재·모듈·BIPV 솔루션 기업에 대한 재평가로 이어질 것으로 예상된다.
일부에서는 연구실 기록이 상업 생산으로 연결되는 비율이 낮다며 과대평가를 경계한다. 이 지적은 유효하다.
연구실 수준의 효율을 공정 전환 시 동일 수준으로 유지하는 것은 기술·경제적 난제가 많다. 다만 이번 기록은 단순한 효율 수치 이상의 의미를 지닌다.
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Fraunhofer ISE의 외부 인증과 NREL 등재는 기술적 반복성(reproducibility)과 측정 표준을 확보했다는 신호다. 국내에서 약 1년 사이에 26.3%에서 26.7%로 기록이 갱신된 점은 연구 역량과 기술 경로의 집적이 실제 성과로 이어지고 있음을 시사한다. 결국 관건은 '연구 성과가 파일럿 생산·수명 성능·원가 구조 개선으로 얼마나 빠르게 전환되느냐'이다.
구조적 함의는 단기적 기술 파급을 넘어 산업 정책과 에너지 전략의 변화를 요구한다. 연구 성과가 산업화로 이어지려면 공공·민간의 파일럿 제조 투자와 표준화 작업이 병행되어야 한다.
원재료 공급망과 재활용 체계를 미리 설계하지 않으면 소재 가격 변동이 산업 확산을 제약할 수 있다. BIPV·모바일 전력 솔루션 등 고부가가치 응용 분야에서 초기 시장을 선점하는 것이 장기적 산업 경쟁력 확보에 유리하다.
한국은 연구 역량과 장비·소재 산업 기반을 결합할 경우 제조 전환에서 우위를 차지할 조건을 갖추고 있다.
투자·정책 관점의 실질적 시사점과 중장기 전망
KIER의 26.7% 기록은 '연구 중심의 기술우위'가 '산업 전략의 전환점'으로 작동할 잠재력을 드러냈다. 이 잠재력이 실질적 산업·투자 성과로 연결되려면 안정성 검증, 제조 전환, 공급망 설계, 규제 대응이라는 네 가지 축에서 구체적 실행계획이 뒤따라야 한다. 한국의 제조업과 에너지기업, 정책 당국은 각 축에서 언제까지 어떤 성과를 낼 것인지 로드맵을 제시해야 하는 시점이다.
5년 내 파일럿 생산을 본격화해 글로벌 시장에서 기술·생산 경쟁력을 확보할 수 있는가 하는 물음이 이제 현실적 과제로 놓여 있다. 과학·환경 관련 법률·윤리 주의사항 본 기사는 정보 제공을 목적으로 작성되었으며, 특정 기업의 투자 결정이나 기술 선택을 대신하지 않는다.
연구 결과의 상업화 가능성 및 환경 영향은 시기·조건·지역에 따라 달라질 수 있으므로, 관련 정책·규제(환경정책기본법, 기후위기 대응을 위한 탄소중립·녹색성장 기본법, 화학물질관리법 등)와 국제 규범을 준수하고 전문가 상담을 병행해야 한다.
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기사에 제시된 기술적 전망과 산업적 해석은 현재 공개된 자료를 바탕으로 한 분석이며, 추가 검증과 최신 발표 자료 확인이 필요하다.
FAQ
Q. 일반 소비자나 건설사는 KIER 성과를 언제쯤 BIPV 제품으로 만날 수 있나
A. KIER는 안정성 확보와 제조비용 절감 연구를 다음 단계 과제로 공식 발표했다. 상업용 BIPV 제품이 나오려면 파일럿 생산과 장기 내구성 검증이 선행되어야 하며, 태양전지 기술 상용화 선례를 고려할 때 통상 3~7년의 준비 기간이 소요된다. 공급망 구축과 국제 표준화 작업이 병행될 경우 상용화 시점이 단축될 수 있다. 건설사 입장에서는 파일럿 제품 단계에서 기술 검토를 시작하는 것이 현실적이다.
Q. 투자자는 어떤 부문을 살펴봐야 하나
A. 단기적으로는 박막 공정 설비, 관련 장비, 인듐·갈륨 등 핵심 소재, 표면처리·안정화 기술을 보유한 기업이 직접적 수혜 후보다. 중장기적으로는 BIPV 솔루션 통합, 재활용·폐기물 관리 역량을 갖춘 기업이 시장 지위를 확보할 가능성이 크다. 투자 판단 시에는 기술의 제조 전환 가능성과 납 함유 조성에 따른 환경 규제 리스크를 함께 검토해야 한다. 기술 기록 경신 자체보다 양산 전환 로드맵의 구체성이 핵심 평가 기준이 된다.
Q. 환경적 위험은 무엇이며 어떻게 관리해야 하나
A. 페로브스카이트 조성에 따라 납 사용 가능성이 있으며, 생산·폐기 과정에서 환경·건강 리스크를 초래할 수 있다. 생산 단계에서 유해물질 저감·대체 기술을 적용하고, 폐기물 회수 및 재활용 체계를 구축하며, 화학물질관리법 등 관련 법규를 준수하는 것이 필수적이다. 납 대체 조성 연구와 정책 정비가 병행되어야 리스크를 줄이면서 산업적 이익을 실현할 수 있다. 기업과 연구기관 모두 초기 개발 단계부터 규제 대응 전략을 내재화해야 한다.
※ 이 기사는 한국에너지기술연구원(KIER) 보도, Fraunhofer ISE 인증 결과, NREL 'Best Research-Cell Efficiencies Chart' 자료를 참조하여 작성하였다.
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