한화큐셀, 우주용 태양전지 개발 착수… 달 실증 넘어 군집위성으로

[경제일보] 한화큐셀이 지상용 태양광에서 쌓은 기술을 우주로 확장한다. 지난달 달 표면에서 차세대 태양전지 성능을 검증하는 프로젝트에 참여한 데 이어 이번에는 한화시스템과 실제 위성 적용을 목표로 한 태양전지 개발에 나섰다. 아직 제품 사양과 양산 계획이 정해진 단계는 아니지만 한화큐셀의 우주태양광 사업이 연구와 실증을 넘어 구체적인 위성 적용을 준비하는 단계로 이동하고 있다는 평가다.

15일 한화솔루션 큐셀부문은 한화시스템과 위성용 고효율 태양광 셀과 패널 기술 개발 계약을 체결했다고 발표했다. 한화시스템은 2026년부터 2028년까지 약 2년 6개월 동안 총 300억원 규모의 연구개발 비용을 단계적으로 투입한다. 구체적인 단계별 집행 계획은 공개되지 않았다.

한화큐셀은 이 기간 고효율 태양전지 설계와 성능 고도화, 우주 환경에서의 신뢰성 검증을 맡는다. 특히 지구와 가까운 초저궤도(VLEO) 위성에 적용할 수 있는 탠덤 기반 태양전지 기술 개발에 집중한다. 초저궤도 위성은 지상과 가까워 고해상도 관측에 유리한 반면 대기 저항과 원자산소, 방사선 등 가혹한 환경에 노출되는 만큼 발전효율뿐 아니라 경량성과 내구성이 중요하다.

양사는 2028년까지 시험위성을 통해 기술을 검증하고 초기 우주 실증 이력을 확보한다는 목표다. 이후에는 한화시스템이 추진하는 0.15m급 초고해상도 합성개구레이더(SAR) 위성 64기 군집 사업과 연계해 탠덤 태양전지 적용을 추진할 계획이다. 다만 현재는 연구개발 단계로, 64기 위성에 대한 태양전지 공급이 확정된 것은 아니다. 우주용 제품의 효율과 출력 등 구체적인 사양 역시 아직 정해지지 않았다.

이번 계약은 최근 한화큐셀이 잇달아 내놓은 우주태양광 행보의 연장선에 있다. 한화큐셀은 지난달 미국 항공우주국(NASA)이 지원하는 프로젝트를 통해 자체 개발한 페로브스카이트 기반 탠덤 셀을 달 표면에서 실증하기로 했다. 같은 달에는 기술본부 산하에 우주태양광개발팀을 신설했고, 이달에는 국내외 우주태양광 전문가 약 40명을 초청해 관련 기술과 협력 방안을 논의했다.

핵심 기술은 한화큐셀이 2029년 지상용 상용화를 목표로 개발 중인 페로브스카이트·실리콘 탠덤 태양전지다. 서로 다른 파장대의 빛을 활용해 기존 실리콘 태양전지보다 높은 효율을 구현할 수 있어 차세대 태양광 기술로 꼽힌다. 한화큐셀은 지상용 탠덤 기술의 개발 성과를 우주 환경에 맞게 다시 설계해 새로운 시장으로 확장한다는 구상이다.

다만 아직 별도의 우주용 태양전지 생산라인 구축 계획은 없다. 회사 측은 지상용 탠덤 제품도 개발 단계인 만큼 우주용 제품의 구체적인 사양과 생산체계 역시 향후 연구개발과 실증 결과에 따라 결정될 것이라고 설명했다. 결국 2028년 예정된 시험위성 검증이 기술 개발에서 실제 사업으로 넘어가는 첫 분수령이 될 전망이다.

한화솔루션 박승덕 큐셀 부문 대표는 “이번 한화시스템과의 협업은 큐셀이 축적해온 고효율 태양전지 기술을 우주 산업으로 확장하는 중요한 출발점”이라며 “위성용 전력 솔루션의 성능과 신뢰성을 높이고, 장기적으로는 우주 산업과 재생에너지 산업의 융합을 기반으로 글로벌 우주 전력 시장에서 새로운 성장 기회를 창출해 나가겠다”고 했다.