일본 자동차 부품 제조업체 도요다 고세이가 초박형 페로브스카이트 태양전지를 장착한 냉각 조끼를 2025 오사카 엑스포에서 실증 실험 중입니다. 교토대 스타트업 에네코트 테크놀로지와 섬유 제조사 세이렌이 함께 개발한 이 조끼는 태양광을 전기로 변환해 목 주변의 팬을 작동시킵니다.

혹서기의 엑스포 현장에서 직원들의 열사병을 예방하기 위한 실증 실험으로, 페로브스카이트 태양전지의 실용적 가능성을 시험하는 중요한 사례입니다.

페로브스카이트, 혹서기 실험대에 오르다

도요다 고세이는 페로브스카이트 태양전지를 적용한 냉각 조끼를 2025 오사카 엑스포에서 실험적으로 운영하고 있습니다. 이 조끼에는 에네코트 테크놀로지와 공동 개발한 약 10g 무게의 초박형 유연 태양전지가 부착되어 있으며, 섬유 제조사 세이렌의 기술을 통해 의류에 무선으로 부착할 수 있도록 설계되었습니다.

이 태양전지는 조끼 착용자의 목 주변에 장착된 개인용 팬과 모바일 배터리 팩을 구동하며, 섭씨 35도에 달하는 오사카의 여름 날씨 속에서 체온 조절을 돕습니다. 현재 약 10명의 엑스포 안내 인력이 해당 조끼를 착용하고 기술 시연에 참여하고 있으며, 다양한 기후 조건에서의 작동 안정성과 충전 시간(5~10시간)에 대한 데이터를 수집 중입니다.

페로브스카이트 태양전지는 2009년 일본 연구진에 의해 처음 시연된 이후, 실리콘보다 가볍고 유연하며 생산 비용이 낮다는 장점으로 주목받아 왔습니다. 가시광선뿐 아니라 적외선 등 더 넓은 파장의 빛을 흡수할 수 있어, 실내 조명이나 흐린 날씨, 그늘에서도 전력을 생성할 수 있습니다.

에네코트 테크놀로지의 CTO 호리우치 타모츠는 “LED나 형광등 같은 실내 조명으로도 전력을 생산할 수 있다”며 “기존 실리콘 패널을 설치하기 어려운 지붕 등에도 적용할 수 있다”고 설명했습니다. 실험실 환경에서 에네코트의 태양전지는 21.2%의 전력 변환 효율을 기록했는데, 상용 실리콘 패널에 근접한 수준입니다. 도요다 고세이의 신이치로 후키 디렉터는 “이 프로젝트는 페로브스카이트 태양전지를 웨어러블에 통합한 세계 최초의 사례”라며, 전력 접근이 어려운 환경에서의 활용 가능성에 주목하고 있다고 밝혔습니다.

도요다 고세이는 2027년까지 상용화를 목표로 하고 있으며, 엑스포에서의 반응을 바탕으로 향후 제품을 출시할 예정입니다. 2023년 6월부터 시행된 일본 정부의 열사병 예방 의무 규정과도 맞물리는 행보입니다.

일본은 2040년까지 20기가와트(GW)의 페로브스카이트 기반 태양광 발전을 목표로 삼고 해당 기술에 집중 투자하고 있습니다. 약 20기의 원자력 발전소에 해당하는 전력량으로, 일본이 페로브스카이트의 핵심 성분 중 하나인 요오드의 세계 2위 생산국이라는 점, 그리고 산악 지형으로 인해 대규모 태양광 발전소 구축이 어려운 점 등을 고려한 전략입니다.

다만, 페로브스카이트는 열, 습기, 자외선에 취약해 수명이 수년은 커녕 수개월, 경우에 따라 수주 내로 단축될 수 있는 한계가 있습니다. 국내외 많은 연구진들이 안정화 물질 추가나 유리 보호층 도입 등의 개선안을 활발히 연구하고 있습니다.