3세대 태양광 “페로브스카이트”, 세상을 바꾼다

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   3세대 태양광 소재 페로브스카이트의 3가지 강점을 소개하고 페로브스카이트 상용화로부터 발생할 미래에 대해 간략하게 전망한 보고서가 있어 가져와봤습니다. 전력 소모량에서 화석 에너지 발전 의존도를 낮추고, 테슬라가 목표하는 태양광을 통한 자가발전 자율주행차량을 생산하기까지의 기간을 단축시킬 것으로 전망되는 페로브스카이트에 주목할 필요가 있다는 생각입니다.

   현재는 중국 자본력에 M/S를 빼앗기며 주가가 많이 하락했지만 태양광 1세대 소재 폴리실리콘을 양산한 국내 기업 OCI가 시장이 개화했을 시기에 5년동안 무려 25배 이상의 주가 상승을 보여줬기 때문입니다. 물론 당시 태양광 모듈 산업의 성숙 정도, 시장규모, 성장성, 산업 내 Player들이라는 변수가 지금과 같지 않기 때문에 향후 페로브스카이트를 양산할 기업이 과거 OCI 만큼의 주가상승을 보여줄 지 여부는 장담할 수 없습니다. 하지만 투자자들이 돈을 벌 수 있는 기회가 이제 막 열리는 산업의 소재가 페로브스카이트라는 점은 부인할 수 없어 보입니다. 따라서 어느 기업이 페로브스카이트 양산에 가까워지고 있는지, 양산에 성공한다면 M/S를 얼마나 가져올 수 있을지, 매출 발생 시점은 어느 정도일지 등에 대한 고민을 할 필요가 있다는 판단입니다. 

 

 

▶ Perovskite 란?

- 1893년 러시아 우랄 산맥에서 처음 발견된 산화 칼슘 티타늄(Calcium Titanium Oxide) 광물

 

- PSC는 1) 부도체/반도체/도체/초전도 성질을 보이며 2) 얇고 유연한 성질을 가진다. 특수한 물성 때문에 태양광, LED, 메모리, 센서 등에 적용하기 위해 연구가 진행되고 있다.

 

- 기존 폴리실리콘 공정에는 1000’C 이상의 열처리가 필요했지만, PSC는 적정 물질 조성 후 코팅만 하면 만들 수 있다. 이에, 기존 실리콘 태양전지보다 제조 단가를 20% 이상 낮출 수 있는 것이다. 단, PSC는 수분에 노출될 경우 결정구조가 변해 효율이 떨어지는 단점을 가지고 있다.

 

 

▶ 페로브스카이트(PSC) 기술의 경쟁력 : 효율, 원가 경제성, 충분한 면적

 

1) 태양광 효율: 이미 광전효율은 기존 폴리실리콘 Cell과 대등, 2009년에 PSC는 태양광 셀로 처음 적용 되었지만 벌써 지난 60년간 개발된 폴리실리콘 Multi Cell (23.4%)을 상회

 

 

2) 원가 경제성: 원가는 기존 폴리실리콘 Cell 대비 1/3~1/8 수준이다. 가공 온도가 낮고, 얇아 원재료가 적게 들어가기 때문이다.

 

3) 충분한 면적: 상식을 뒤엎는 면적 사용이 가능하다. PSC 태양전지는 얇고 가볍기 때문이다. 또한, 올바른 공정 후 적당한 표면에 코팅을 하면 사용 가능하다. 말처럼 쉬운 공정은 아니겠지만, 2021년을 시작으로 다양한 표면에 사용될 것으로 전망된다.

 

 

 

▶ Perovskite가 바꿀 시장의 판도

 

PSC는 1) 가볍기 때문에 해외 수출이 용이하며, 2) 생산 시 전력비용이 낮기 때문에 기술력만 있다면 폴리실리콘 처럼 해외에 경쟁력을 빼앗길 이유가 없다. 에너지 독립국가를 넘어 에너지 수출/선도 국가가 될 수 있는 마지막 희망이다.

 

PSC를 통해 꿈꾸게 된 세상은, 석유/석탄 에너지가 완전히 사라지고, 모두가 무료 전기를 누리는 것이다. 무료 전기는 생산성 확대를 의미하며, 로봇/자동화와 결합해 기본적인 “의식주”뿐만이 아니 라 사치품까지 모두 해결해 줄 것이다. 그

 

▶ “주식” 관점에서 보는 Perovskite가 가져올 변화 

유틸리티: 현재 35조의 모듈 시장에서 PSC/폴리 텐덤 발전의 확대가 예상된다. 기존 폴리 모듈은 계획대로 확대되고, 값싸고 질 좋은 PSC가 위에 얹혀 에너지 효율을 개선시키는 것이다. PSC 단독 으로, 혹은 PSC/PSC 텐덤 발전이 크게 활성화 되기 전까지는 폴리실리콘도 사용될 것이다. 오히려, 텐덤 태양광 발전 효율이 비약적으로 발전하여 석탄/가스/풍력 신규 에너지 수요를 빼앗아 올 가능성이 높다. 즉, PSC(↑↑) 및 폴리실리콘(↗) 시장이 확대될 것으로 전망한다.

 

 

 

 

▶관련 기업: 한화솔루션, 유니테스트, 신성이엔지

현재 한국 기업들이 글로벌 태양광 모듈 시장에서 10% 이상을 점유하고 있으며, PSC 연구 1위인 점을 감안하면, 20% 수준의 시장 점유율을 기대할 수 있겠다. 국내에서는 한화솔루션이 10% 수준 의 M/S를 차지할 것으로 기대한다. 기존의 태양광 점유율과 자체 개발중인 PSC 텐덤 기술 및 정부 의 전폭적인 지원이 예상되기 때문이다. 유니테스트도 4% 수준의 M/S를 차지할 것으로 기대한다. 유니테스트는 사업화에 필수적인 PSC 대면적 생산기술을 보유하고 있으며, 그 수준도 Panasonic 과 함께 글로벌 1~2위를 다투는 수준이다.