LG전자, 박막 태양전지로 태양광사업 승부수 띄운다
LG전자, 박막 태양전지로 태양광사업 승부수 띄운다
  • 남수정 기자
  • 승인 2009.01.01 00:00
  • 댓글 0
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미래 태양광시장 경쟁 포인트는 ‘저가 고효율’
’13년 GW규모 Si-박막 태양전지 양산체제 구축

반도체, LCD 산업의 뒤를 이을 신성장동력으로 주목받고 있는 국내 태양광산업이 실리콘 박막 태양전지 개발을 통해 차세대 태양전지 시장공략에 나선다. 실리콘계 태양전지가 전세계 시장의 92%를 차지하고 있지만 실리콘 공급부족으로 인해 실리콘이 필요없거나 조금만 사용해도 되는 차세대 박막 태양전지에 주목하고 있기 때문이다. 이같은 추세를 반영하듯 2010년에 박막 태양전지 생산능력은 약 9406MW로 확대될 것이라는 전망도 나와 있다. 이는 2007년의 887MW에 비해 무려 11배에 달하는 규모로 연평균 120%의 성장세를 보여준다. 그 중 아몰포스 실리콘(a-Si)이 약 58.5%로 가장 큰 비중을 차지하고, CdTe(24.4%), CIS·CIGS(18.1%)가 뒤를 이을 전망이다. 특히 실리콘 박막 태양전지는 우리나라가 세계 1위의 역량을 보유한 반도체, 디스플레이와 유사한 공정에서 생산되기 때문에 박막 태양전지 생산에 필요한 인프라와 관련 기술을 확보하고 있다. 게다가 장비생산에 필요한 세계 최고 수준의 인프라를 갖추고 있다. 따라서 전통적인 태양전지 개발은 일본이나 독일보다 한 발 늦었지만 박막 태양전지 분야의 경우 아직 세계적으로 상용화 초기단계에 와 있어 단시간에 집중적인 기술개발을 통해 대규모 양산체제를 갖춘다면 충분히 세계시장 선점이 가능한 상황이다.


떠오르는 박막 태양전지
 재생에너지를 이용한 발전시스템의 미래는 얼마나 빨리 그리드 패리티를 앞당길 수 있느냐에 달려있다.
특히 시스템 가격이 높은 태양광발전의 경우 그동안 태양광보급을 주도해왔던 국가들이 지원을 축소하는 정책으로 가는 추세여서 화석에너지 발전단가 수준의 경쟁력 확보가 시급한 상황이다.

태양광시장의 주도권은 저가 고효율 제품개발의 주인공의 차지가 되는 것이다.
이에 따라 제조원가를 낮추기 위한 다양한 아이디어가 시도되고 있다. 우선 대규모 양산체제를 갖춰 규모의 경제를 통해 가격을 낮추는 방법이 주를 이루고 있다.

공격적인 투자를 통해 생산규모를 증설하면서 시장점유율을 높이는 것이다. 공정개선에 의한 방법도 있다. 좀 더 얇은 웨이퍼를 사용하고, 생산수율을 높이고, 공정기술을 개발함으로써 경제성을 확보하는 것이다.
하지만 결정질 태양전지는 생산원가 절감에 한계가 있다. 원재료 가격비중이 절대적인 탓이다.
이런 상황에서 기술개발은 좀 더 확실한 수단이다. 태양광산업 선두기업이나 후발주자들이 유리나 플라스틱, 금속재질의 저렴한 기판을 사용하거나, 실리콘이 아예 필요 없는 화합물을 이용한 박막 태양전지 개발에 뛰어들고 있는 이유가 여기에 있다.
특히 결정질 박막 태양전지의 경우 국내에서는 시작단계에 있지만 LCD, PDP 산업 기반 덕분에 잠재가능성이 크다.

저렴한 소재의 기판을 사용하면 다른 태양전지와의 가격경쟁력도 충분히 확보할 수 있다. 장비를 턴키로 들여와 제품생산이 가능하기 때문에 기술진입 장벽도 낮은 편이다.
최근에는 국산 장비개발도 빠른 속도로 진행되고 있다.

기술적으로는 효율이 낮은 단점을 극복하기 위해 단일 구조에서 이중 삼중으로, 기판 위에 박막을 여러 층으로 증착하는 기술이 과제로 대두되고 있고, 장비비용이 80%를 차지하다 보니 초기 투자비 부담과 위험을 안고 있다.
이 같은 조건들을 고려할 때 성공적인 실리콘 박막 태양전지 사업을 위해서는 국내 디스플레이 산업경험과 태양전지 생산공정을 잘 결합시켜 시너지효과를 낼 수 있어야 한다는 결론이 나온다.

 세정, 식각, 증착 등 단일 공정기술에 대형 기판을 다룰 수 있는 자동화 장비 공정기술을 응용해 저가 고효율의 대면적 박막 제품을 만들어 내야 한다.
국내의 경우 한국철강이 지난해 20W 규모의 생산공장을 준공함에 따라 비정질 실리콘 박막 태양광 모듈 시장의 국산화 시대를 열었다.
알티전자는 일본 알박으로부터 장비를 턴키로 들여와 50MW 규모의 박막 태양전지 공장을 건설 중이다.

대기업의 진입도 활발하다. LG전자는 지난해 10월 경북 구미공장의 PDP 모듈 A1 생산라인을 태양전지 생산라인으로 전환한데 이어 2010년까지 2200억원을 투입해 연산 240MW 규모의 태양전지 생산공장을 건설할 계획이다.
이를 위해 올해 하반기까지 120MW 규모 태양전지 생산라인 1기를 먼저 구축키로 하고, 장비 발주 완료한 상황이다.

아울러 ’07년부터 ‘유리기판 대면적 적층형 실리콘 박막 태양전지 모듈’ 개발 과제를 수행하면서 이중접합 박막 태양전지 개발에 성공한 상태다.
 삼성전자는 ’07년 여름 태양전지 전담 개발팀을 신설한데 이어 이듬해에 실리콘 박막형 태양전지 개발라인을 구축했다. 현재 370㎜×470㎜ 사이즈 모듈을 개발 중이다.
 LGD도 같은해 태양전지 연구팀을 만든 후 이듬해 박막 태양광장비를 들여와 15% 이상 고효율 태양전지를 개발 중인 것으로 알려지고 있다.

LG, 저가 고효율 대면적 실리콘 박막 태양전지에 주목
 LG전자가 세계 최고 수준의 효율 12%, 최저원가 0.8$/W인 실리콘 박막 태양전지 개발에 뛰어들었다.
2011년까지 대면적의 삼중접합 박막 태양전지 개발을 위해 필요한 장비 소재 재료 원료 부품의 국산화를 완료하고, 2013년에는 GW급 양산체제를 갖추겠다는 것이다.

LG전자의 이헌민 그룹장은 “트리플 정션(삼중접합) 기술 개발로 다른 타입의 박막 제품에 대한 우위를 점하면서도, 실리콘 박막 태양전지 세계시장을 선점하는 것이 목표”라며 “이번 사업의 성공여부는 PECVD 장비 개발에 달려있다”고 했다.

이 사업에는 2013년까지 기술개발에 5562억원, 생산설비에 2조687억원이 투입될 예정이며 진흥공업, 아바코, 디엠에스, 한국쓰리엠, KCC, 참앤씨, 주성엔지니어링, 와이에스썸텍 등 장비, 소재 기업들이 참여한다.
LG전자는 이번 저가 대면적 실리콘 박막 태양전지 개발이 성공할 경우 전체 관련 시장의 7.1%를 점유하고 4000억원 이상의 매출 달성이 가능할 것으로 기대하고 있다.


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