고화질 페로브스카이트, 한국 밸류체인 논란 배경 설명

먼저 디스플레이 쪽부터 보면, 페로브스카이트가 왜 고화질 얘기에서 빠지지 않는지 조금은 감이 오더라고요. 이 소재는 특정 결정 구조를 가진 화합물인데, 빛을 흡수하고 내보내는 능력이 엄청 뛰어납니다. 색을 정하는 조성을 살짝만 바꿔도 빨강, 초록, 파랑을 원하는 대로 뽑을 수 있어서 ITU에서 정한 UHD 색 기준을 100퍼센트까지 채울 수 있다고 해요. 지금 쓰는 OLED는 대략 70퍼센트 수준이라고 하니, 색 표현력 차이가 꽤 크죠. 이번에 서울대 이태우 교수팀이 페로브스카이트 나노결정을 20리터 이상 한 번에 합성하면서도 발광 효율 100퍼센트를 유지하는 공정을 만든 게 핵심인데요. 실험실에서만 반짝 좋던 걸 공장 탱크 크기까지 키워도 품질이 떨어지지 않게 만든 셈입니다. 제가 디스플레이 회사 다니는 지인한테 물어보니, "이제 진짜 패널 샘플 만들어볼 수 있는 단계"라는 말까지 나오더라고요. 실제 제품 출시까지는 시간이 걸리겠지만, 적어도 그림의 떡은 아닌 느낌이었어요.

한국이 밸류체인 중심이라는데, 체감은 좀 다른 이야기

뉴스를 보면 "페로브스카이트 밸류체인 한국이 쥔다"는 표현이 많이 보이는데, 제가 보기엔 기대와 불안이 같이 섞여 있는 상황에 가깝습니다. 이태우 교수팀이 2014년부터 관련 원천 특허를 9건이나 쌓아왔고, 이번 양산 기술까지 더해지면서 소재 특허는 확실히 한국 쪽이 앞선 건 맞아요. OLED 때는 삼성, LG가 미국 UDC에 특허료를 내던 입장이었는데, 페로브스카이트에서는 반대로 우리가 로열티를 받을 수도 있다는 얘기가 나옵니다. 실제로 글로벌 빅테크와 샘플 주고받는 단계까지 간 것 같고요. 다만 밸류체인이라는 게 소재만 있다고 끝이 아니잖아요. 패널 설계, 증착 장비, 봉지 공정, 검사, 양산 라인까지 이어져야 하는데, 이 부분에서 한국이 얼마나 빨리 판을 깔 수 있을지는 여전히 물음표입니다. 태양광 쪽에서 이미 국내 셀 시장 95퍼센트가 중국산에 잠식됐다는 통계를 보면, 페로브스카이트도 중국이 자본 밀어 넣기 시작하면 또 뺏기는 거 아니냐는 얘기가 나오는 것도 이해가 됐어요.

태양전지와 환경 이슈, 써보면 보이는 장단점

태양광 쪽에서는 제가 실제로 페로브스카이트 샘플 모듈을 본 적이 있는데, 실리콘 패널과 제일 다른 점은 얇고 가볍다는 거였어요. 창문형 BIPV 패널은 유리처럼 보이는데, 빛을 통과시키면서 전기도 만드는 구조라 건물 외벽 전체를 발전소처럼 쓸 수 있겠다는 느낌이 들었습니다. 효율도 한국 연구진이 페로브스카이트 단일 전지에서 26퍼센트 넘게 뽑았고, 실리콘과 겹쳐 쓰는 탠덤 구조에선 30퍼센트 중반까지 보고 있으니 수치만 보면 꽤 매력적인 단계예요. 다만 가까이서 들여다보면 고민되는 부분이 많습니다. 우선 수분에 약해서, 제가 봤던 샘플도 밀봉이 조금만 잘못되면 바로 성능이 떨어졌다고 하더라고요. 또 상당수 조성에 납이 들어가 있어서, 패널이 깨지거나 폐기할 때 환경 문제가 생길 수 있다는 점도 부담입니다. 최근에는 주석 기반 페로브스카이트 같은 대안을 연구 중이지만, 아직은 효율과 안정성이 완전히 갖춰졌다고 보기 어렵고요. 결국 디스플레이든 태양전지든, 이 소재가 진짜 제품으로 깔리려면 내구성과 환경 이슈까지 같이 풀어야 밸류체인 그림이 완성된다는 생각이 들었습니다.

이렇게 하나둘 찾아보다 보니, 처음엔 그냥 "고화질 모니터 새로 나온다더라" 수준이었던 페로브스카이트가, 지금은 한국 제조업이 다음 먹거리를 잡을 수 있을지 가늠해보는 시험대처럼 느껴지네요. 써보니, 기술 기사에서 말하는 장밋빛 미래도 이해가 되지만, 태양광 시장을 중국에 거의 다 내줬던 기억이 자꾸 떠올라서 기대와 걱정이 같이 남습니다. 개인적으로는 언젠가 페로브스카이트 디스플레이가 달린 노트북을 직접 써보면서, 지금 적어둔 이 고민들이 얼마나 현실이 됐는지 다시 비교해보고 싶어요.