‘가볍다·얇다·휘어진다’는 특성을 가져 차세대 태양전지로 주목받는 ‘페로브스카이트 태양전지’ 실용화를 위해 일본 도쿄도와 세키스이화학공업이 국내 최대 규모의 실증실험을 시작했다. 도쿄도는 2030년까지 온실가스 배출을 절반 수준으로 줄이는 ‘카본 하프’ 실현을 목표로 페로브스카이트를 도입하여 목표 달성에 탄력을 붙일 생각이다.

“탈탄소 등 과제 해결을 위해 이러한 이노베이션(기술혁신)이 일본에서 뻗어 나가는 것을 도쿄도 차원에서 돕고 싶다”

5월 24일, 실증실험이 이루어지는 도쿄도 하수처리시설 ‘모리가사키 물재생센터’(오타구 쇼와섬)에서 열린 킥오프 행사에서 고이케 유리코 지사는 페로브스카이트 태양전지의 개발 촉진과 보급에 기대를 담았다.

페로브스카이트 태양전지는 결정구조인 페로브스카이트 물질을 필름에 발라 태양광으로부터 전기를 생산하는 시스템이다. 1㎡당 무게 약 1.5kg, 두께 약 1mm로, 일반적인 ‘실리콘형 태양전지’에 비해 무게가 약 10분의 1, 두께가 약 20분의 1이다. 유연성이 있어 곡면에 붙일 수 있는 이점도 있다.

자국산 생산 기대

도쿄도 등에 따르면 페로브스카이트의 주원료는 일본이 세계 산출량의 30%를 차지하는 요오드이기 때문에 태양전지 자국산화를 기대할 수 있다. 도쿄도는 제조 업체를 지원하여 세계 각국이 각축을 벌이는 개발 경쟁을 선도하려는 의도도 엿보인다.

실증실험에서는 크기가 다른 3종류 총 9개 패널(총 약 9㎡)을 이용해 최대 1kW를 발전한다. 패널 크기는 일본 최대 규모인 것으로 알려졌다.

실증실험을 진행하는 하수처리시설은 한발 앞서 실리콘형 태양전지 발전시설을 갖추고 최대 1kW를 발전시켜 왔다. 페로브스카이트형 태양전지가 기존형을 대체할 수 있는지 검증하고 이외에 바닷바람 등에 의한 부식, 기온에 의한 발전 효율, 유지보수 빈도 등도 확인한다.

실험은 2025년 12월까지 진행하고 세키스이화학공업은 2026년까지 실용화를 목표로 한다. 가토 게이타 사장은 “경량이고 유연하기 때문에 건물의 외벽, 공항, 항만, 도로시설 등 다양한 장소에 설치할 수 있다. 기술개발과 검증, 사회 간 연계를 강화해 개발을 계속하겠다”고 힘주어 말했다.

제조 비용 과제

킥오프 행사에서는 일부 실험용 패널로 발전한 전기를 사용해 시연을 보였다. 고이케 지사가 차례로 스위치를 누르자 LED 라이트, 선풍기, 물을 퍼 올리는 펌프가 가동됐다.

도중에 태양이 구름에 가려지자 전기 출력이 약해지기도 했다. 이에 고이케 지사는 “날씨에 영향을 받는 부분도 있는 듯하다”고 지적한 뒤 “이렇게 하나하나 일본의 기술을 효과적으로 활용해 지속 가능한 성장을 이루는 일본, 도쿄로 만들어 가고 싶다”고 열정을 보였다.

본격적인 도입에 앞서 제조 비용이 비교적 비싸다는 점이 과제로 꼽힌다. 도쿄도 담당자는 “제조 기술 개발과 보급으로 비용을 낮출 수 있다면”이라고 말했다. (도노사키 아키히코)