26.7% 달성과 국제 인증이 의미하는 것
한국에너지기술연구원(KIER)이 페로브스카이트/구리-인듐-갈륨-셀레늄(CIGS) 탠덤 태양전지에서 26.7%의 광전 변환 효율을 달성하며 세계 기록을 경신했다. 독일 프라운호퍼 태양에너지시스템연구소(Fraunhofer ISE)의 공식 인증을 받은 데 이어, 미국 국립재생에너지연구소(NREL)의 '최고 연구 셀 효율 차트(Best Research-Cell Efficiencies Chart)'에도 등재됨으로써 기술적 유효성이 국제적으로 검증되었다. 이번 기록은 약 1년 전 서울대학교·한국과학기술연구원(KIST) 공동 연구팀이 수립한 26.3%를 0.4%포인트 끌어올린 결과로, 국내 연구기관이 해당 분야 세계 기록을 연속으로 갱신한 것이다.
이번 성과가 단순한 '연구실 기록'을 넘어서는 이유는 세 가지 구조적 요소 때문이다. 첫째, 페로브스카이트 탠덤 구조는 태양광 스펙트럼의 더 넓은 영역을 흡수하도록 설계되어 이론상 실리콘 단일접합을 능가할 효율 상한을 가진다. 실리콘 태양전지는 이미 기술적 성숙기에 진입해 효율 개선 여지가 좁아진 반면, 페로브스카이트 탠덤 셀은 아직 상당한 개선 가능성이 남아 있다.
둘째, CIGS 박막과 페로브스카이트의 결합은 유연성과 경량성이라는 물리적 장점과 함께 건물 일체형 태양광(BIPV)이나 휴대형 전자기기 응용에서 새로운 시장을 열 수 있다. 셋째, Fraunhofer ISE 인증과 NREL 등재라는 국제 공인 루트를 통해 기술 신뢰도가 확보되면 해외 제조사·투자자의 실증 프로젝트 참여가 촉진될 가능성이 높다. 기술적 근거를 더 살펴보면 KIER의 결과는 단일 연구기관의 성과를 넘어 국내 연구 생태계의 누적 효과를 보여준다.
서울대·KIST의 26.3% 기록과 비교하면 약 1년 사이 0.4%포인트 개선이 이루어졌고, 이는 소재 공정 개선과 인터페이스 최적화 등 엔지니어링 단계에서의 연속적 진전을 시사한다. 국제적으로는 Fraunhofer ISE가 국제 공인 기관으로서 측정 데이터의 투명성과 재현성을 검증하는 절차를 거치므로, 해당 인증 획득은 국내 연구 결과를 글로벌 스탠더드와 연결하는 의미가 있다.
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NREL 차트 등재는 전 세계 연구자·산업계가 동일 기준으로 성과를 비교하는 공식 참조 지점이 된다는 점에서도 중요하다. 사회적·산업적 파급을 구체적으로 따져보면 소비자와 정책의 실생활 영향이 두드러진다.
BIPV 적용이 확산되면 도시 건축물의 외피가 전력을 생산하는 구조로 전환되며, 건물주·건축업자·전력망 사업자 간 역할 재편이 발생한다. 휴대형·웨어러블 전원 소자 시장에서는 유연한 박막 태양전지가 기존 실리콘 기반 제품 대비 무게와 디자인 측면에서 경쟁 우위를 제공할 수 있다. 에너지 전환 측면에서는 태양광 발전의 단위 면적당 출력을 높여 같은 설치 면적에서 더 많은 전력을 생산할 수 있으며, 이는 탄소중립 목표 이행 비용을 낮추는 요인으로 작용할 수 있다.
실험실 성과에서 상용화로 가기 위한 기술·정책 과제
그러나 연구실 성과가 상용화로 직접 연결되는 것은 아니다. 연구용 셀과 상용 모듈 사이에는 신뢰성·수명·제조비용의 간극이 존재한다. 특히 페로브스카이트 계열은 소재의 장기 안정성과 환경적 영향, 예컨대 납(lead) 계열 물질 사용에 따른 회수·재활용 문제가 국제적으로 제기되어 왔다는 점을 고려해야 한다.
KIER은 보도자료에서 상업화와 대량생산을 위한 안정성 확보와 제조비용 절감 연구에 집중하겠다고 밝혔으나, 현 단계에서는 실험실 셀 효율을 모듈 단위의 산업적 효율과 수명으로 이전하는 추가 공정과 표준화 작업이 필요하다. 예상되는 반론은 주로 두 축으로 나뉜다. 하나는 '실제 시장에서는 실험실 기록이 별 의미가 없다'는 주장이다.
이는 부분적으로 타당하다. 연구용 셀의 효율이 상용 모듈로 이전될 때는 전극·봉지(패키징)·대면적화 과정에서 손실이 발생하기 때문이다.
다른 하나는 '환경적 위험이 클 수 있다'는 우려다. 이 또한 유효한 지적이다. 다만 이런 반론이 간과하는 점은 기술 발전의 속도와 국제 인증의 역할이다.
Fraunhofer ISE와 NREL 등 국제 기관의 검증은 자료의 투명성을 높여 산업계의 리스크 평가와 투자 결정을 촉진한다. 실험실 기록이 시장으로 이어지기 위해서는 표준화된 가속열화 시험, 파일럿 라인 구축, 소재 회수 체계 설계와 같은 기술·제도적 투자가 병행되어야 한다.
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정책적 함의는 명확하다. 정부는 연구 성과를 산업화로 연결할 수 있는 파일럿 제조시설과 공정 표준화 자금을 확충해야 한다.
환경 규제 틀을 정비해 박막 태양전지의 소재 안전성 평가와 재활용 의무를 도입할 필요도 있다. 건물 일체형(BIPV) 시장을 활성화하려면 건축물 성능 규정에 발전설비 통합을 반영하고, 전력시장 규칙을 조정해 분산형 발전의 보상 체계를 명확히 해야 한다.
이러한 정책 조치는 단기적으로 예산·규제 정비를 요구하지만, 중장기적으로는 제조업 일자리 창출과 수출 경쟁력 강화로 보상될 가능성이 크다. 글로벌 관점에서 보면 이번 기록은 국가 간 기술경쟁의 한 국면을 보여준다.
한국 연구진이 연속으로 26%대 효율 기록을 달성한 것은 국내 연구 인프라와 기업-연구기관 연계의 성과를 반영한다. 앞으로의 분수령은 '누가 먼저 안정성 문제를 해결하고 대면적 모듈 제조를 실현하는가'가 될 것이다. 한국이 이 기술 우위를 산업적으로 연결하려면 연구 성공을 제조·규제·시장으로 확장하는 정책 결단이 뒷받침되어야 한다.
한국의 재생에너지 산업 구조에 미칠 중장기적 영향
KIER의 26.7% 달성은 기술적 전진이자 정책적 시험대다. 이 기록은 한국이 차세대 박막 탠덤 태양전지 분야에서 경쟁력을 확보했음을 보여주지만, 그 가치를 실제 전력 생산과 산업 성장으로 연결하려면 안정성 검증, 대량생산 공정 확립, 환경 규제와 재활용 체계 도입이라는 다음 단계가 필수적이다. 향후 수년 내 파일럿 생산 라인과 실증사업의 성패가 기술 우위를 지속 가능한 산업적 성과로 전환하는 기준이 될 것이다.
과학·환경 관련 법률·윤리 주의사항 본 기사는 정보 제공을 목적으로 작성되었으며 특정 개인의 의사결정이나 투자 판단을 대체하지 않는다. 페로브스카이트 및 박막 태양전지와 관련한 연구·사업 추진 시에는 환경정책기본법, 기후위기 대응을 위한 탄소중립·녹색성장 기본법 등 관련 규제를 준수하고 전문가 자문을 받아야 한다.
연구 결과와 기술 전망은 조건과 시간에 따라 달라질 수 있으며, 제품 상용화 전에 충분한 안정성·환경 영향 평가가 수행되어야 한다.
FAQ
Q. 일반 가정이 이번 기술을 언제쯤 체감할 수 있나
A. 현재 단계는 연구용 셀의 성과로서, 상용 모듈로의 이전에는 파일럿 라인 구축과 장기 내구성 시험, 제조단가 개선이 전제되어야 한다. 업계에서는 통상 연구실 기록에서 상용화까지 수년에서 십여 년의 기간이 소요되는 것으로 보고 있으며, 이번 기술도 예외는 아니다. 다만 BIPV나 휴대형 응용처럼 소규모·특수용도는 조기 실증이 가능해, 일부 시장에서는 상대적으로 이른 시범 도입이 이뤄질 가능성이 있다. 실용화를 앞당기려면 산업계와 정부의 협업, 표준화 작업이 병행되어야 한다.
Q. 환경적 위험(예: 납 사용)은 어떻게 관리되나
A. 페로브스카이트 계열 재료는 납 함유 가능성 때문에 재활용·폐기 관리 기준을 마련하는 것이 선결 과제다. 국제 연구 공동체와 규제 당국의 논의가 이미 진행 중이며, 제품 개발 단계에서 소재 대체 연구와 회수 체계 설계가 병행되어야 한다. 정부는 제품 안전성 기준과 폐기물 관리 규정을 정비하고, 산업계는 회수 설비와 재활용 인프라에 투자해야 환경 위험을 낮출 수 있다. 납을 사용하지 않는 무연(lead-free) 페로브스카이트 소재 연구도 병행되고 있어, 장기적으로는 환경 부담을 줄인 대안 소재로의 전환 가능성도 열려 있다.
Q. 이번 기록이 기존 실리콘 태양전지 시장에 미치는 영향은
A. 단기적으로 실리콘 태양전지 시장을 직접 대체하는 효과는 제한적이다. 실리콘 기반 제품은 이미 광범위한 제조 인프라와 검증된 수명 데이터를 갖추고 있어 시장 지배력이 견고하다. 그러나 페로브스카이트/CIGS 탠덤 셀이 상용 수준의 안정성을 확보하고 대면적 생산 비용을 낮추는 데 성공한다면, 고효율이 필요한 BIPV·소형 모바일 응용 시장에서 실리콘과의 경쟁이 본격화될 수 있다. 이번 26.7% 기록은 그 경쟁의 출발선을 높이는 기술적 이정표로 평가된다.
※ 이 기사는 한국에너지기술연구원(KIER) 보도자료(2026년 9월), Fraunhofer ISE 인증 자료, NREL Best Research-Cell Efficiencies Chart를 참조하여 작성하였다.
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