일본 교토대학교(京都大學)발 스타트업 EneCoat Technologies(EneCoat)와Toyota는 6월 27일, 차세대 태양전지의 핵심이라고 여겨지는 “페로브스카이트(Perovskite)형 태양전지”를 공동 개발할 것이라고 발표했다.

 
▲ EneCoat Technologies는 구부러지는 태양전지의 대형화를 서두른다

신규 개발 예정인 제품은 2030년까지 전기자동차(EV)의 루프 등에 탑재하는 것을 목표로 한다. EneCoat는 Toyota와 연계함으로써 대형화와 내구성의 과제를 해결하고, 실용화를 추진할 방침이다.

EneCoat와 Toyota는 5월에 차량용 패널의 공동 개발을 시작했다. 태양전지의 실리콘을 대신하는 재료로 주목을 받고 있는 페로브스카이트의 성분 등을 재검토하고, 현재는 실리콘과 거의 동등한 수준의 발전효율을 최대 50% 향상시킨다. Toyota가 페로브스카이트형 태양전지를 외부 기업과 공동으로 개발할 것이라고 밝힌 것은 이번이 처음이다.

Toyota는 《Prius》의 PHEV 모델과 일부 전기자동차(EV)에서 차량 루프에 태양광 배터리를 탑재하는 메이커 옵션을 제공하고 있다.올해 출시한 《Prius》의 경우, 1m²정도의 실리콘제 패널이 탑재된다. 가격은 28만6,000엔이다. 일반적인 기상조건에서 연간 약 1,200km을 주행할 수 있는 전기를 발전할 수 있다고 한다.

Toyota의 마스다 타이조(增田泰造) 재생가능 에너지개발 그룹장은 “루프 이외에 후드 등에 설치해 면적을 2배로 늘리면, 계산 상 약 3배인 3,600km를 주행할 수 있는 전기를 발전할 수 있을 것” 으로 기대하고 있다고 밝혔다.

일반적인 개인차량의 경우 연간 주행거리는 10,000km 정도라고 하며, 이 주행거리의 3분의 1을 태양광으로 충당하겠다는 계산이다. 차량으로 근거리만 이동하는 사람일 경우 거의 충전을 할 필요가 없게 된다. 태양전지를 탑재하는 차량은 Subaru와 Hyundai 등도 취급하고 있지만 Toyota는 태양광만으로 실용성을 갖는 차량은 드물다고 보고 있다.

EneCoat의 카토 나오야(加藤?哉) 사장은 “페로브스카이트형은 실리콘에 비해 제조 공정이 적고 비용절감도 가능할 것으로 기대할 수 있다”고 설명했다. 잘 구부러지는 페로브스카이트의 특성을 살려서, 차체 디자인과 매칭하기 쉬운 태양전지의 형태도 모색한다.

한편 기술에는 아직 해결과제가 남아있다. EneCoat는2022년에 반도체 상사인 Macnica와 7.5cm의 사각형 패널을 사용한 제품을 시험 제작했으나, 차량용에서 요구하는 수십 cm의 사각형 대형 제품 생산은 지금부터다.

페로브스카이트 결정의 막을 균일하게 확산하는 기술과 제조 설비가 필요해지는 것 외에도, 차량 진동의 영향을 받거나, 비에 젖어도 파손되지 않는 내구성이 요구된다.

리서치기업 후지경제(富士經濟)에 따르면 글로벌 페로브스카이트형 태양전지의 시장규모는 2035년에1조엔으로 2022년 대비 31배로 확대될 전망이다. Sekisui Chemical이나 Kaneka, Toshiba 등이 실용화를 목표로 하고 있으며, 중국 메이커를 포함한 개발 경쟁이 심화되고 있다. EneCoat는 Toyota와 연계함으로써 고정형보다 높은 이익률이 전망되는 차량용 시장을 개척한다.