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한국에너지기술연구원은 27일 부산 벡스코에서 열린 '기후산업국제박람회'에서 우주 태양전지 전문기업 플렉셀스페이스와 초경량 유연 CIGS태양전지 공정 기술과 노하우를 55억 원에 기술이전했다고 밝혔다.
한국에너지기술연구원이 27일 플렉셀스페이스와 기술이전 계약을 체결한 뒤 기념촬영했다. 왼쪽부터 에너지연 김기환 박사, 이창근 원장, 플렉셀스페이스 노신영 CTO, 에너지연 정인영 박사.(사진=에너지연)
CIGS 태양전지는 구리(Cu), 인듐( 하나캐피탈금리 In), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se) 화합물 반도체다. 빛을 효과적으로 흡수해 박막형 태양전지에 최적화된 소재로 꼽힌다. 높은 변환 효율과 화학적 안정성을 갖춰 유리 기판뿐 아니라 다양한 경량·유연 기판에도 적용할 수 있다.
우주용 태양전지는 극한의 우주 환경을 견뎌야 하기 때문에 일반적인 실리콘 태양전지 대신 III-V(갈륨-비소)계 다 mi대출 중접합 태양전지가 주로 사용됐다. 그러나 이 다중접합 태양전지 기술은 미국, 독일 등 일부 국가와 기업이 과점한 상태다.
플렉셀스페이스는 이에 에너지연이 보유한 초경량·유연 CIGS 태양전지 기술을 이전 받아, 소형위성 수명과 성능에 최적화된 초경량 박막 이중접합 태양전지를 공동 개발한 것. 기존 III-V 기반 우주 태양전지 대체시장 개 약정기간 척도 함께 해나가기로 했다.
CIGS계 태양전지는 열충격과 방사선에 강하다. 또 초경량 유연 기판 위에 제작할 수 있어 무게와 부피 제약이 큰 인공위성에 수납하기에도 적합하다.
연구팀은 "박막형 태양전지는 대량 생산과 저비용 공정이 가능해 고가 III-V계 우주 태양전지를 대체할 차세대 후보로 주목받고 있다"고 말했다.
미소금융서민대출 에너지연은 그동안 시장적기진입과제 프로젝트를 추진했다. 이 프로젝트 수행 결과물로 세계 최고 수준의 극한 환경용 고성능 초경량 유연 CIGS 태양전지(효율 21.39%)와 초경량 유연 CIGS/페로브스카이트 이중접합 태양전지(효율 23.64%)를 개발했다.
현대자동차 유예할부 한국에너지기술연구원이 개발한 초경량 태양광 모듈이 적용된 위성 모형.(사진=에너지연)
에너지연은 기업 수요 기반으로 기술 간 융합, 스케일업을 추진하는 R&D 과제를 추진해왔다. 지난 2024년부터 총 37건의 시장적기진입과제를 추진, 기술이전 대형 1건을 포함한 총 6건의 성과(총 75억 원 규모)를 올렸다. 또 기술 창업 1건을 완료하고, 현재 5건의 기술이전을 논의 중이다.
플렉셀스페이스는 에너지연의 지원을 받아 우주용 CIGS/페로브스카이트 이중접합 태양전지를 구현하고 실제 위성 적용을 위한 설계 및 생산성 향상 기술 개발을 추진한다. 또 소형위성용 우주 태양전지 시장에서 기존 III-V계 제품을 대체하기 위한 전략을 마련, 세계 우주 시장에 뛰어들 계획이다.
특히, 양 기관이 개발한 태양전지는 올해 11월 발사 예정인 누리호 4차와 연계해 실제 우주 환경에서 실증을 진행한다. 누리호 4차에 탑재되는 큐브위성 ‘INHARoSAT’(인하대학교 제작)에 공동 개발한 태양전지를 부착, 신뢰성을 검증하고 우주 임무 수행 경험을 확보할 계획이다.
에너지연 이창근 원장은 “우주용 초경량·유연 박막형 태양전지는 뉴 스페이스 시대에 대응하고, 대한민국 우주 안보를 뒷받침할 핵심 부품 기술”이라며, “이번 협력을 통해 차세대 우주 태양전지 시장 개척의 중요한 발판을 마련할 것”이라고 밝혔다.
플렉셀스페이스 노신영 이사는 “플렉셀스페이스는 차세대 고성능 박막 다중접합 태양전지를 통해 급성장하는 우주 태양전지 시장에 혁신적인 솔루션을 제공하고, 향후 양산을 대비한 성능 및 생산성의 지속적 개선을 통해 글로벌 경쟁력을 확보할 것"으로 기대했다.
한편 에너지연은, 이날 태양전지 기술이전을 포함해 ㈜상원이앤아이에 이산화탄소 포집 공정 기술, ㈜이삭에너지에 태양광열 복합 모듈 기술, 크린테크(주)에 열회수 환기장치 기술이전 계약을 체결했다.
한국에너지기술연구원이 CIGS 태양전지를 개발했다. 사진은 샘플.(사진=에너지연)
박희범 기자(hbpark@zdnet.co.kr)
