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민간 주도의 뉴스페이스 시대와 맞물려 전세계적으로 위성 제조 수요가 폭발적으로 증가하고 있지만, 우주산업의 심장이라 할 수 있는 '우주용 태양전지'는 여전히 높은 단가와 극심한 수급 불균형이라는 장벽에 가로막혀 있다.
이러한 우주 시장의 병목 현상을 해결할 수 있는 기술을 개발한 국내 스타트업이 있어 주목된다. 한화시스템의 사내벤처로 출발해 '페로브스카이트·CIGS 탠덤(Tandem) 태양전지'를 개발한 플렉셀스페이스다.
안태훈 플렉셀스페이스 대표는 한화시스템 재직 당시 위성 사업 기획과 저궤도 위성통신 사업을 담당하며, 글로벌 제조사들이 겪는 고질적인 페인포인트(Pain Point)를 직접 확인하고 창업을 결심했다.
안 대표는 "위성 프로젝트에서 가장 긴 리드타임(주문부터 납품까지의 시간)을 차지하는 것이 태양전지"라며 "기존 공급망으로는 급증하는 수요를 감당하지 못해 글로벌 기업들이 최소 1년 이상을 기다려야 하는 상황"이라고 했다.
현재 우주에서 주로 사용되는 태양전지는 갈륨비소(GaAs) 계열의 다중접합 태양전지다. 이는 소수 국가의 기업들이 기술을 과점하고 있어 제조 공정이 복잡하고 소재 비용이 매우 높다는 단점이 있다.
또한 무겁고 쉽게 깨지는 성질 때문에 위성 설계의 자유도를 제한하고 발사 비용을 상승시키는 주요 원인이 되어왔다. 플렉셀스페이스는 이러한 한계를 극복할 수 있는 차세대 태양전지를 개발했다.
기존의 값비싼 갈륨비소 대신 상대적으로 저렴한 구리 기반 소재(CIGS)를 하단부에 깔고, 그 위에 차세대 고효율 소재인 페로브스카이트를 얹은 '탠덤 구조'를 채택했다. 이를 통해 기존 태양전지 대비 비용을 60% 이상 절감하면서도 28~30%에 달하는 높은 효율을 달성했다.
특히 플렉셀스페이스의 태양전지는 얇은 박막 공정을 사용해 기존 제품 대비 무게를 최대 90%까지 줄인 '초경량'을 자랑한다. 롤러블(Rollable)이나 폴더블(Foldable) 형태로 보관하고 우주에서 전개할 수 있는 유연성도 확보했다.
이에 따라 큐브샛(CubeSat)과 같은 소형 위성부터 대형 구조물까지 다양한 우주 기구에 맞춤형으로 적용할 수 있다는 설명이다. 안 대표는 "위성 발사 시 질량과 부피를 획기적으로 줄여 발사 비용 절감에 직접적으로 기여하고 위성 설계의 자유도를 극대화한다"고 강조했다.
아울러 플렉셀스페이스는 글로벌 경쟁사들이 효율은 높지만 열에 취약한 유기물 기반 페로브스카이트를 사용하는 것과 달리, 처음부터 우주의 극한 환경을 견딜 수 있는 '무기물 페로브스카이트' 기술을 적용해 차별화된 내구성을 확보했다.
이 태양전지는 이미 우주 환경의 필수 요건인 온도, 방사선, 고진공 테스트를 모두 통과하며 안정성을 입증했다. 안 대표는 "단순한 경량화를 넘어 강력한 방사선과 극심한 온도 변화, 미세 운석 충돌 등 우주의 가혹한 환경에서도 고출력을 유지하는 것이 핵심"이라고 했다.
플렉셀스페이스는 기술 개발에 머물지 않고 활발한 글로벌 협력과 우주 실증을 통해 상업화에 속도를 내고 있다. 독일의 에어버스(Airbus), 미국의 테란오비탈(Terran Orbital) 등 글로벌 우주 대기업들과 협력 관계를 맺었다.
안 대표의 목표는 위성용 전력을 넘어 우주에서 사용되는 모든 에너지를 공급하는 '우주 기반 태양광 서비스 기업'이 되는 것이다. 우주에서 생산한 태양광 에너지를 지구로 전송하거나 인류가 이주할 행성에 에너지 인프라를 구축하는 것을 꿈꾼다.
안 대표는 "플렉셀스페이스의 태양전지는 인류의 우주 탐사 영역을 넓히는 데 필수적인 역할을 하는 지속 가능한 에너지 솔루션이 될 것"이라며 "우주에서 에너지를 만드는 새로운 방법을 제시함으로써 우주를 지속 가능한 공간으로 만드는 데 기여할 것"이라고 말했다.
한편 플렉셀스페이스는 오는 24일 서울 여의도 콘래드호텔에서 열리는 머니투데이 글로벌 콘퍼런스 '2026 키플랫폼 특별 프로그램 K-우주포럼'에서 우주 업계 관계자와 전문가, 투자자 등 100여명이 참석한 가운데 IR(기업설명회)을 진행한다.<☞참여신청 클릭>
K-우주포럼은 우주 산업에 대한 시야를 위성 제조·운용, 지상국 인프라, 데이터 분석, 소부장 공급 등 전 밸류체인으로 확장하고 자본과 기술, 기업을 연결해 산업 전반을 성장시키기 위해 지난 3월 발족했다.
포럼의 첫 번째 활동인 이번 콘퍼런스는 이 같은 관점에서 우주 산업을 기술·투자·연구·글로벌 등 다각도의 시점에서 조망하고 분야별 전문가들의 시각을 토크 콘서트 형태로 풀어낼 예정이다.
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