[hot] [뉴스포커스]고효율 태양전지
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작성일 23-02-01 02:18
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4위인 中國 잉리솔라도 올해 중반까지 증설하기로 한 700㎿ 가운데 600㎿를 최대 효율 19.89%인 ‘판다’로 채우기로 했다.
효율이 높아야 하는 이유는 ‘$/Wp’라는 공식으로 설명(說明)된다된다.
태양광 사업을 하는 국내 한 대기업 임원이 “지금은 우리가 규모 면에서 中國이나 대만 업체들에게 뒤지고 있지만 획기적인 고효율 태양전지 양산기술이 개발된다면 판을 뒤집을 수 있다”고 말한 것도 이 같은 맥락에서다. 더 싼 가격에 더 많은 전기를 생산할 수 있는 기술을 통해 인류에게 진정한 ‘무공해 삶’을 가져다줄 수 있는 실질적 방법이기도 하다. 메이플은 상대적으로 저렴한 다결정 방식을 이용해 가격 경쟁력까지 갖춘 것으로 평가되고 있다. 이는 반대로 우리처럼 대규모 설비투자를 하지 못한 나라에는 기회요인으로 작용한다.
김용주기자 kyj@etnews.co.kr
고효율 태양전지 개발 경쟁은 단순한 기술 다툼을 넘어 생존을 건 패러다임 전쟁으로 번지고 있다.
이해석 신성홀딩스 태양전지연구소장은 “90장의 태양전지로 100장의 결과 를 낸다면 10장만큼 이익을 보는 것”이라고 설명(說明)했다. $는 장치투자비와 재료비, 인건비 등 투자비용이고 W는 출력이다. 박막형 태양전지의 성장에 따라 다소 비중이 줄어들기는 하겠지만 2015년까지 여전히 80%가 넘는 시advantage유율을 유지할 展望(전망) 이다. 박막 전지는 10% 내외의 효율을 보이고 있어 한참 뒤처진다.
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국내 기업들도 최근 고효율 태양전지 분야에서 잇따른 성공example(사례) 를 발표하면서 경쟁력을 크게 강화하는 모습이다. 소비자 입장에서도 좁은 면적에서 더 많은 전력을 생산할 수 있다면 그만큼 이득이다.
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중요한 점은 효율이 높으면서도 가격은 저렴한 ‘고효율 저가’ 태양전지를 개발해야 한다는 점이다. 사실 지금도 고효율 태양전지를 개발하는 것은 어려운 일이 아니다.
지금처럼 빠른 기술개발 속도를 감안할 때 확실한 우위를 점한 고효율 태양전지 양산기술이 개발된다면 지금까지 해놓은 대규모 제조설비 투자가 무용지물이 될 수 있기 때문일것이다 특히 태양전지 생산능력 상위 10대 업체 가운데 무려 6개가 포진한 中國·대만 입장에서는 공룡처럼 큰 지금의 덩치가 부담스러울 수밖에 없다.
조재억 한화케미칼 솔라연구센터 수석연구원은 “2009년 미국 퍼스트솔라가 효율 11%의 모듈을 가지고 세계 1위에 오를 수 있었던 것은 가격이 저렴했기 때문”이라며 “효율보다 가격이 더 큰 비중을 차지하기 때문에 두 개를 동시에 잡아야 하는데 쉬운 일이 아니다”고 말했다. 전문가들은 역사적으로 볼 때 태양전지 모듈 효율이 1% 올라가면 모듈 설치에 드는 비용(BOS)은 4% 하락하는 것으로 계산하고 있다. 미리넷솔라도 JA솔라와 유사한 단다결정 방식으로 18%가 넘는 ‘슈퍼셀’을 최근 공개했으며 가격경쟁력이 뛰어난 이 전지를 하반기부터 본격 양산할 방침이다. 2020년에는 전체 반도체 산업보다 더 크게 성장할 것으로 예상되는 태양광 시장을 선점하기 위해서는 고효율 태양전지가 무엇보다 중요하다는 판단에서다. 이밖에 LG전자가 올해 안에 19%대 태양전지를 선보일 예정이며 18.9%의 고효율 전지기술을 보유한 삼성전자도 초고효율 태양전지 개발에 박차를 가하고 있다.
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세계에서 가장 높은 효율의 상업용 태양전지를 생산하는 미국 선파워는 지난해 24.2%의 전지를 내놓아 세계 기록을 경신한 바 있으며, 지난해 태양전지 생산능력 1위에 오른 中國 JA솔라도 18.2%의 단다결정 혼합 태양전지 ‘메이플’을 출시하고 양산화에 나서고 있다. 효율이 높아지면 그만큼 차지하는 면적이 좁아지기 때문일것이다
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government 도 이 같은 중요성을 인식해 올해부터 고효율 태양전지 연구에 2200억원을 투자할 예정이다. 최근 대구 그린에너지엑스포에서 20.18%의 초고효율 태양전지를 선보인 현대중공업은 당장 내년부터 이 전지를 양산할 계획이다.
고효율 태양전지는 태양광 산업의 대중화를 촉진할 ‘그리드패리티(화석연료 생산단가와 재생에너지 생산단가가 같아지는 시점)’를 앞당긴다는 점에서도 중요하다.
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다. 태양전지의 일반적 효율 한계인 29% 내에서 고효율 전지를 만드는 방법은 대부분 공개돼 있고, 또 고가의 장비와 재료를 사용하면 더 만들기가 쉽기 때문일것이다 그러나 이렇게 하면 가격이 올라가 태양광의 대중화가 곤란해지는 문제점이 생긴다.
고효율 태양전지를 개발하기 위한 글로벌 기업 간 경쟁이 치열하다.
이 때문에 글로벌 기업들은 고효율 태양전지 생산을 위해 발 빠르게 움직이고 있다.
결정형 태양전지는 폴리실리콘을 녹여 잉곳으로 만든 뒤 이를 얇게 자른 웨이퍼에 특수한 화학처리를 거쳐 만드는 전지로, 평균 효율이 16~18%에 달해 태양전지 가운데 가장 높다. 지난해 모듈 판매기준 태양광 세계 1위에 오른 中國 선텍파워는 양산효율이 19.5%에 달하는 고효율 태양전지 ‘플루토’ 생산능력을 현 250㎿에서 연말까지 450㎿로 늘릴 계획이다. 결국 동일한 투자비에서 출력이 높아지면 생산단가를 낮추는 결과 가 생긴다.
지난해 48조5000억원(449억달러) 규모인 전 세계 태양광 시장에서 효율 높은 결정형 태양전지가 차지하는 비중은 88%에 달했다. government 차원의 지원을 통해 차세대 태양전지 시장을 선점하겠다는 의도다.
신성솔라에너지는 지난해 말 호주 뉴사우스웨일즈대학(UNSW)과 공동으로 19.6%의 고효율 태양전지 개발에 성공하고 올해 안에 상용화를 이루기 위해 양산기술을 개발 중이다.
