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다중 접합 태양전지 제조 시장 2025: 효율성 증가로 2030년까지 18% CAGR 촉진

ByCynthia David

2025-06-12
Multijunction Solar Cell Manufacturing Market 2025: Surging Efficiency Drives 18% CAGR Through 2030

다접합 태양전지 제조 산업 보고서 2025: 시장 성장, 기술 혁신 및 향후 5년을 위한 전략적 통찰

개요 및 시장 개요

다접합 태양전지 제조는 다수의 반도체 층을 통합하여 전통적인 단일 접합 셀보다 높은 에너지 변환 효율을 달성하는 태양광(PV) 산업 내에서 급속히 발전하는 분야를 나타냅니다. 2025년 현재, 다접합 태양전지의 글로벌 시장은 지구 및 우주 응용 분야에서 고효율 태양 솔루션에 대한 수요 증가에 힘입어 강력한 성장을 경험하고 있습니다.

다접합 태양전지는 서로 다른 반도체 재료로 구성된 두 개 이상의 p-n 접합을 쌓아 다양한 스펙트럼의 햇빛을 캡처함으로써 실험실 환경에서 40% 이상의 변환 효율을, 상용 제품에서 30% 이상의 효율을 달성합니다. 이러한 기술적 이점은 특히 집중형 태양광(CPV) 시스템과 위성 전력 생성에서 중요합니다. 이러한 시스템에서는 단위 면적당 최대 전력 출력을 달성하는 것이 필수적입니다.

국립재생에너지연구소(NREL) 데이터에 따르면, III-V 화합물(예: 갈륨비소, 인듐갈륨인산) 및 페로브스카이트와 같은 재료의 최근 발전으로 인해 웨이퍼 본딩 및 단일체 통합을 포함한 새로운 제조 접근 방식이 가능해졌습니다. 이러한 혁신은 생산 비용을 절감하고 확장 가능성을 개선하여 다접합 셀의 시장 채택을 보다 실현 가능하게 하고 있습니다.

2025년 시장 환경은 기존 업체와 신생 스타트업의 상당한 투자의 영향을 받고 있습니다. 퍼스트 솔라, 스펙트로랩(보잉 회사), AZUR SPACE Solar Power와 같은 기업들이 다접합 기술의 상용화를 선도하고 있으며, 연구 기관들은 효율 기록을 계속해서 갱신하고 있습니다. 아시아 태평양 지역, 특히 중국과 일본은 정부 정책과 발전된 반도체 공급망 덕분에 주요 제조 허브로 떠오르고 있습니다.

  • 시장 규모: 글로벌 다접합 태양전지 시장은 2025년까지 35억 달러를 초과할 것으로 예상되며, 2022년부터 2025년까지 연평균 성장률(CAGR)이 12%를 초과할 것으로 보입니다. MarketsandMarkets에 따르면.
  • 주요 동인: 우주, 방위 및 집중형 태양열 발전(CSP) 분야에서 고효율 태양 모듈에 대한 수요; 새로운 재료 및 제조 기술에 대한 지속적인 R&D.
  • 도전 과제: 높은 생산 비용, 복잡한 제조 공정, 고급 반도체 재료에 대한 공급망 제약.

요약하자면, 2025년 다접합 태양전지 제조 시장은 기술 혁신, 상업적 응용 확대, 경쟁적인 글로벌 환경으로 정의되며, 차세대 태양 에너지 솔루션의 진화에서 중추적인 세그먼트로 자리잡고 있습니다.

다접합 태양전지 제조는 높은 효율성과 비용 효율적인 생산에 대한 수요에 힘입어 빠른 기술 혁신을 겪고 있습니다. 2025년에는 다음과 같은 여러 주요 기술 동향이 이 부문의 경관을 형성하고 있습니다:

  • 고급 에피택시얼 성장 기술: 금속 유기 화학 기상 증착(MOCVD) 및 분자 빔 에피택시(MBE)의 채택은 높은 효율의 다접합 셀을 제작하는 데 중요한 층 두께 및 조성의 정밀한 제어를 가능하게 하고 있습니다. 이러한 방법은 생산량을 개선하고 결함 밀도를 줄이기 위해 정제되고 있으며, 이는 장치 성능 및 수율에 직접적인 영향을 미칩니다. 아메리칸 슈퍼콘덕터 코퍼레이션 및 ams OSRAM와 같은 기업들은 생산 확대를 위해 차세대 에피택시얼 리액터에 투자하고 있습니다.
  • 신소재 통합: 다접합 구조에 페로브스카이트 및 III-V 반도체 재료를 통합하는 것이 주요 동향입니다. 예를 들어, 페로브스카이트-실리콘 병렬 셀은 실험실 환경에서 기록적인 효율을 달성하고 있으며, 옥스퍼드 PV 및 퍼스트 솔라와 같은 상용 업체들이 파일럿 규모의 제조 라인을 발전시키고 있습니다. 이러한 재료는 조정 가능한 밴드갭과 기존의 실리콘 인프라와의 호환성을 제공합니다.
  • 웨이퍼 본딩 및 레이어 전송: 웨이퍼 본딩 및 레이어 전송 기술의 혁신은 격자 일치를 요구하지 않고 이질 재료의 적층을 가능하게 하고 있습니다. 이것은 최적의 밴드갭 조합을 가진 다접합 셀의 생성을 허용하여 전체 효율을 향상시킵니다. 소이텍 및 솔라 정션이 이러한 공정의 상용화를 선도하고 있습니다.
  • 자동화 및 인라인 메트롤로지: 고급 자동화 및 실시간 측정 시스템의 통합은 공정 제어를 개선하고 제조 비용을 줄이고 있습니다. 층 두께, 조성 및 결함 밀도에 대한 인라인 모니터링이 표준화되고 있으며, KLA 코퍼레이션과 같은 장비 공급업체가 태양광 산업에 특화된 도구를 제공합니다.
  • 확장 가능한 모듈 통합: 실험실 프로토타입에서 대규모 모듈로 다접합 셀 기술을 확장하려는 노력이 강화되고 있습니다. 이는 셀 성능을 유지하면서 현장 조건에서의 내구성을 보장하는 새로운 인터커넥션 схемы 및 캡슐화 재료의 개발을 포함합니다. 국립재생에너지연구소(NREL)는 이러한 도전 과제를 해결하기 위해 산업 파트너와 협력하고 있습니다.

이러한 동향은 다접합 태양전지가 더 낮은 비용으로 더 높은 효율을 달성하는 미래를 암시하며, 2025년과 그 이후에 지상 및 우주 기반 태양광 응용 분야를 위한 핵심 기술로 자리 잡을 것입니다.

경쟁 환경 및 주요 업체

2025년 다접합 태양전지 제조의 경쟁 환경은 기술적 리더십과 시장 점유율을 차지하기 위한 기존 PV(태양광) 대기업, 전문 반도체 기업 및 신생 스타트업 간의 혼합으로 특징지어집니다. 이 부문은 높은 변환 효율, 비용 절감 및 지상 및 우주 응용을 위한 생산 규모를 추구하는 데 의해 추진되고 있습니다.

주요 플레이어에는 퍼스트 솔라가 있으며, 이 회사는 얇은 필름 제조에 대한 전문 지식을 활용하여 고급 병렬 및 다접합 기술을 포함하는 포트폴리오를 확장하였습니다. 스펙트로랩은 보잉의 자회사로, 우주 급 다접합 셀 시장에서 여전히 지배적인 힘을 발휘하며 위성과 우주선에 고효율 셀을 공급하고 있습니다. AZUR SPACE Solar Power GmbH는 III-V 반도체 기반의 다접합 셀에서 혁신을 지속하며, 우주와 신흥 지상 집중형 PV(CPV) 시장 모두에 집중하고 있습니다.

아시아에서는 파나소닉과 샤프가 페로브스카이트-실리콘 병렬 셀에 대한 R&D에 투자하여 주거용 및 상업용 고효율 모듈 상용화를 목표로 하고 있습니다. 중국 제조업체인 트리나 솔라와 징코솔라는 다접합 부문에 진출하여 규모와 공급망의 이점을 활용하여 비용 절감과 대량 생산을 가속화하고 있습니다.

스타트업과 연구 스핀오프들도 경쟁 환경을 형성하고 있습니다. 옥스퍼드 PV는 페로브스카이트-실리콘 병렬 기술에서 선두 주자로, 유럽에서 파일럿 생산 라인을 운영하고 있으며 기존 모듈 제조업체와 협력하고 있습니다. 솔라 정션과 Soliqz는 효율의 한계를 40% 이상으로 끌어올리기 위한 새로운 재료와 구조를 개발하고 있습니다.

전략적 협업 및 라이선스 계약이 일반적이며, 기업들은 독점 재료, 공정 기술 및 제조 인프라를 결합하려고 합니다. 미국, 유럽연합 및 아시아의 정부 지원 이니셔티브가 경쟁의 강도를 더욱 높이고 있으며, 이들 이니셔티브는 차세대 PV 기술에 대한 자금 지원과 정책 지원을 제공하고 있습니다 (국제 에너지 기구).

전반적으로 2025년 다접합 태양전지 제조 환경은 빠른 혁신, 교차 분야 파트너십 및 지상 및 우주 응용을 위한 상업적 실행 가능성을 달성하기 위한 경쟁의 치열함으로 특징지어집니다.

시장 성장 예측 및 CAGR 분석 (2025–2030)

다접합 태양전지 제조 시장은 2025년부터 2030년까지 강력한 성장이 예상되며, 이는 지상 및 우주 응용 분야의 고효율 PV 기술에 대한 수요 증가에 기인합니다. MarketsandMarkets의 예측에 따르면, 글로벌 다접합 태양전지 시장은 이 기간 동안 약 12–15%의 연평균 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 기대됩니다. 이 성장은 셀 아키텍처, 재료 과학 및 제조 공정의 지속적인 발전에 의해 뒷받침되며, 이들 모두는 실험실 환경에서 40%를 초과하는 변환 효율을 달성하고 상용 모듈에서 30% 이상의 효율을 달성하는 데 기여하고 있습니다.

이 가속화된 CAGR의 주요 동인으로는 집중형 태양광(CPV) 시스템에서 다접합 셀의 채택이 증가하고 있으며, 이들 시스템에서는 높은 효율성이 높은 초기 비용을 정당화하고, 위성 및 항공우주 분야에서의 사용도 확대되고 있습니다. 또한 주요 제조업체인 퍼스트 솔라, 스펙트로랩 (보잉 기업), AZUR SPACE Solar Power의 상당한 R&D 투자로 인해 시장이 혜택을 보고 있습니다. 이 기업들은 생산 능력을 확장하고 비용을 줄이며 수율을 개선하기 위한 제조 기술을 refinement하고 있습니다.

지역적으로 아시아 태평양은 가장 빠른 성장을 보일 것으로 예상되며, 중국, 일본 및 한국은 야망 있는 재생 가능 에너지 목표를 달성하기 위해 차세대 태양 기술에 대규모로 투자하고 있습니다. 유럽 및 북미는 정부 인센티브와 에너지 안전성에 대한 집중으로 인해 여전히 강력한 성장 궤도를 유지할 것으로 보입니다. 국제 에너지 기구(IEA)의 예측에 따르면, 다접합형을 포함한 고효율 태양광 모듈의 통합은 2030년까지의 글로벌 탈탄소화 목표 달성에 필수적일 것입니다.

낙관적인 전망에도 불구하고, 시장은 높은 제조 비용, 고급 반도체 재료(예: 갈륨비소, 인듐인산)에 대한 복잡한 공급망 및 확장 가능성 개선을 위한 추가적인 필요와 같은 도전과제에 직면해 있습니다. 그럼에도 불구하고, 지속적인 혁신과 지원되는 정책 프레임워크 덕분에 다접합 태양전지 제조 부문은 2030년까지 두 자릿수의 CAGR을 지속할 것으로 예상되며, 태양 에너지의 미래에서 그 역할을 견고히 할 것입니다.

지역 시장 분석 및 신흥 핫스팟

2025년 다접합 태양전지 제조에 대한 글로벌 환경은 뚜렷한 지역 전문화와 새로운 생산 핫스팟의 출현으로 특징지어집니다. 역사적으로, 미국과 유럽은 강력한 지식재산권 포트폴리오 및 정부 지원 R&D 이니셔티브를 활용하여 연구 및 파일럿 규모 제조를 선도해 왔습니다. 그러나 아시아 태평양 지역, 특히 중국, 한국 및 일본은 견고한 공급망, 낮은 생산 비용, 공격적인 산업 정책 지원으로 상업적 제조 능력을 신속하게 확장했습니다.

중국은 다접합 태양전지 대량 생산에서 우위를 점하고 있으며, 2025년까지 전 세계 제조 능력의 50% 이상을 차지하고 있습니다. 중국 기업들은 수직 통합 공급망과 상당한 정부 인센티브를 통해 규모의 경제 및 비용 우위를 달성하고 있습니다. 특히, 트리나 솔라와 징코솔라와 같은 기업들은 다접합 기술로의 확장을 발표하며 국내 및 수출 시장을 타겟으로 하고 있습니다.

미국에서는 우주, 방위 및 집중형 태양광(CPV)과 같은 고효율 특수 응용에 초점을 맞추고 있습니다. 노스롭 그루먼 및 마이크로링크 장치는 미국 에너지부와 같은 기관으로부터의 자금 지원을 받아 혁신을 선도하고 있습니다. 미국은 전 세계 제조에서 차지하는 비율은 더 작지만 III-V 및 병렬 셀 아키텍처에서의 기술적 리더십 덕분에 주요 혁신가로 자리매김하고 있습니다.

유럽은 차세대 태양 기술에 대한 투자를 유도하는 유럽연합의 그린딜 및 호라이즌 유럽 프로그램으로 인해 선진 R&D 및 파일럿 생산의 핫스팟으로 떠오르고 있습니다. 독일의 AZUR SPACE Solar Power와 이탈리아의 3Sun는 페로브스카이트-실리콘 병렬 셀에 대한 파일럿 라인을 확장하여 지상 및 우주 시장 모두를 목표로 하고 있습니다.

신흥 핫스팟으로는 인도와 중동이 있으며, 이 지역의 정부는 수입 의존도를 줄이고 에너지 안전성을 도모하기 위해 현지 제조를 장려하고 있습니다. 인도의 생산 연계 인센티브(PLI) 계획은 아다니 그린 에너지와 같은 국내 대기업의 투자를 유치하여 다접합 셀 생산을 탐색하고 있습니다.

전반적으로 2025년 다접합 태양전지 제조를 위한 지역 시장은 아시아 태평양의 지배력이 강화되고 있으며, 미국과 유럽의 혁신 및 틈새 시장 개발, 인도와 중동의 새로운 진입업체들이 경쟁 환경을 재편할 것으로 보입니다.

산업 내 도전 과제, 위험 및 기회

2025년 다접합 태양전지 제조 산업은 고효율 태양광 솔루션에 대한 수요 증가에 대응하기 위해 복잡한 도전 과제, 위험 및 기회를 다루어야 합니다. 주요 도전 과제 중 하나는 III-V 반도체(예: 갈륨비소, 인듐인산)와 여러 접합 적층에 필요한 복잡한 제작 과정과 관련된 높은 생산 비용입니다. 이러한 비용은 우주 및 집중형 태양광과 같은 틈새 시장을 넘어서는 광범위한 채택을 제한합니다. 또한 희귀 자재에 대한 공급망 제약 및 초고순도 기판의 필요성은 가격 변동성과 잠재적인 병목 현상의 위험을 초래할 수 있습니다. 이를 국제 에너지 기구가 강조했습니다.

특히 실험실 규모의 효율성을 대량 생산으로 확장하는 데 있어 기술적 위험도 여전히 존재합니다. 격자 불일치, 열 팽창 차이 및 계면 재결합과 같은 문제는 셀 효율성을 감소시키고 수율을 저하시켜 상업적 실행 가능성에 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 이 산업은 일부 다접합 구조에서 사용되는 독성물질인 비소와 카드뮴의 안전한 처리 및 폐기를 포함하여 환경 및 규제 위험을 다루어야 합니다. 특히 유럽연합과 북미에서의 변화하는 환경 기준에 대한 준수는 복잡성과 비용의 또 다른 층을 추가합니다 (국제재생에너지기구).

이러한 도전 과제에도 불구하고, 상당한 기회가 나타나고 있습니다. 탈탄소화 및 육상 운송 및 산업과 같은 분야의 전기화에 대한 압박은 초고효율 태양 기술에 대한 수요를 증가시키고 있습니다. 다접합 셀은 단일 접합 셀의 쇼클리-퀴설 한계를 초과할 수 있는 능력으로 인해 위성, 드론 및 휴대용 전력 시스템과 같이 공간 및 중량이 중요한 응용 분야에서 가치를 제공할 수 있는 좋은 위치에 있습니다 (국립재생에너지연구소). 또한, 페로브스카이트 기반 병렬 및 삼중접합 셀에 대한 지속적인 연구는 낮은 비용의 확장 가능한 제조 가능성을 제공하며, 이는 지상 태양광 분야에서 새로운 시장을 열어줄 수 있습니다.

  • 도전 과제: 높은 재료 및 생산 비용
  • 위험: 희귀 자재에 대한 공급망 변동성
  • 위험: 확장 및 수율에서의 기술 장벽
  • 위험: 환경 및 규제 준수
  • 기회: 고효율 경량 태양 솔루션에 대한 수요
  • 기회: 페로브스카이트 및 하이브리드 다접합 기술의 발전

전략적 파트너십, 연구개발(R&D) 투자 및 수직 통합은 2025년 이후 위험을 완화하고 새로운 기회를 활용하려는 제조업체들의 핵심 전략이 될 것입니다.

미래 전망: 전략적 권장사항 및 투자 통찰

2025년 다접합 태양전지 제조의 미래 전망은 빠른 기술 발전, 진화하는 시장 dynamics 및 산업 선도업체들 사이의 전략적 변화로 형성되고 있습니다. 유틸리티 규모의 태양 프로젝트, 우주 응용 및 전기차, 휴대용 전자기기와 같은 신흥 시장에 의해 고효율 태양광(PV) 솔루션에 대한 수요가 강화됨에 따라, 제조업체들은 셀 아키텍처 및 생산 공정 모두에서 혁신할 필요성을 느끼고 있습니다.

전략적으로 기업들은 변환 효율성을 더욱 향상시키고 생산 비용을 낮추기 위해 연구 개발에 투자를 우선시해야 합니다. 기존 III-V 반도체 위에 페로브스카이트와 같은 새로운 재료의 통합은 주요 차별 요소가 될 가능성이 높습니다. 페로브스카이트-실리콘 병렬 및 III-V/Si 다접합 기술의 초기 진입자는 특히 파일럿 라인이 상업 규모의 제조로 전환되면서 프리미엄 시장 세그먼트를 차지할 가능성이 높습니다. 국립재생에너지연구소에 따르면, 다접합 셀의 실험실 효율성은 47%를 초과했으며, 이제는 이러한 이점을 경쟁력 있는 비용으로 대량 생산으로 전환하는 것이 도전 과제가 되고 있습니다.

제조업체들은 또한 웨이퍼 생산, 셀 제작 및 모듈 조립을 포함하는 수직 통합 전략을 고려하여 공급망을 간소화하고 원자재 가격 변동성에 따른 위험을 완화해야 합니다. 소재 공급업체 및 장비 제조업체와의 전략적 파트너십은 추가적인 회복력을 강화하고 차세대 제품의 시장 출시 시간을 단축할 수 있습니다. 예를 들어, 셀 제조업체와 증착 장비 제공업체 간의 협력이 가능해지면서 imec의 최근 파일럿 프로젝트에서 강조된 바와 같이 확장 가능하고 고처리량의 생산 라인이 구비되고 있습니다.

투자 관점에서 이 부문은 에너지 독립성과 탈탄소화를 우선 고려하는 지역에서 특히 벤처 캐피탈 및 정부 자금 지원을 끌어들이고 있습니다. 투자자들은 강력한 지식재산권 포트폴리오, 검증된 파일럿 규모의 결과 및 확장 로드맵을 갖춘 기업에 중점을 두어야 합니다. 유럽연합의 그린딜 및 미국 에너지부의 태양 에너지 기술 사무국은 고급 PV 제조를 위해 보조금 및 인센티브를 제공하여 성장의 토대를 마련하고 있습니다 (유럽 연합 집행위원회, 미국 에너지부).

  • 페로브스카이트 기반 조합을 포함한 병렬 및 다접합 아키텍처에 대한 R&D를 우선시합니다.
  • 공급망 확보 및 혁신 가속화를 위해 수직 통합 및 전략적 파트너십을 추구합니다.
  • 효율성 프리미엄이 높은 비용을 정당화하는 고부가가치 시장(우주, 방위, 특수 전자기기)를 목표로 합니다.
  • 자본 지출을 보전하고 규모 확장 위험을 감소하기 위해 공공 자금 및 인센티브를 활용합니다.

요약하자면, 2025년 다접합 태양전지 제조 분야는 전략적 투자와 혁신을 위한 매력적인 기회를 제공하며, 성공은 기술적 리더십, 공급망의 민첩성 및 정책 틀과의 적극적인 참여에 달려 있습니다.

출처 및 참고문헌

Global Organic Solar Cells Market Report 2025-2033 and its Market Size, Forecast, and Share

ByCynthia David

신시아 데이비드는 신기술 및 핀테크 분야에서 저명한 저자이자 사상 리더입니다. 그녀는 캘리포니아 대학교 서던 캠퍼스에서 정보 기술 석사 학위를 취득했으며, 그곳에서 디지털 혁신 및 금융 시스템에 대한 전문성을 다졌습니다. 10년 이상의 기술 분야 경험을 바탕으로 신시아는 이전에 기술 기반 금융 서비스에 중점을 둔 선도적인 컨설턴시인 퀀텀 솔루션에서 중요한 역할을 수행했습니다. 그녀의 통찰력은 저명한 산업 출판물에 게재되었으며, 이를 통해 국제 회의에서 많이 초청되는 연사가 되었습니다. 그녀의 매력적인 글을 통해 신시아는 새로운 기술과 그것이 금융 환경에 미치는 영향을 밝혀내고, 독자와 전문가들이 빠르게 변화하는 디지털 세상을 탐색할 수 있도록 힘을 실어주고자 합니다.

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