본 연구는 태양광 발전의 구조적 한계를 극복하기 위해 광촉매 기술과의 융합 가능성을 탐구하였다. 태양광 발전은 빛을 전기에너지로 전환하지만 일조량과 저장 문제로 효율이 제한되며, 광촉매 기술은 빛을 이용해 물을 분해하여 수소를 생산함으로써 에너지를 화학적 형태로 저장할 수 있다. 국내외 사례 분석을 통해, 실리콘 기반 하이브리드 광촉매는 태양광을 직접 활용하여 전자-정공 쌍을 생성하고, 이를 통해 수소 및 산소를 동시에 생산하며, 기존 TiO₂ 촉매 대비 약 28배 높은 수소 생산 효율과 고부가가치 화합물 생성이 가능함을 확인하였다. 반면, 후쿠시마 수소타운 프로젝트와 같이 태양광 발전 후 전기분해를 통한 수소 생산은 안정적이나 에너지 전환 과정에서 손실이 발생하였다. 이를 통해 광촉매 기술은 태양광 발전의 효율적 에너지 저장과 변환을 지원할 수 있으며, 전기와 화학에너지의 병행 생산을 가능하게 함으로써 탄소중립 사회와 지속 가능한 에너지 시스템 구현에 기여할 수 있음을 제시하였다. 향후 광촉매 소재의 효율 향상, 내구성 개선, 경제성 확보와 통합 에너지 시스템 개발이 진행된다면, ‘이중 변환형 에너지 시스템’으로서 미래 친환경 에너지 산업의 핵심 기술로 자리매김할 것으로 기대된다.