[에너지 강국]태양광 사업 수직계열화 완성, 글로벌 대표로 입지 굳히기

미국 중국에 태양광연구소 운영, 미래 신기술 상업화 선점 나서

한화그룹은 2012년 독일의 큐셀을 인수해 한화큐셀을 출범하면서 세계 3위의 태양광 셀 생산회사로 도약했다.

기존 한화솔라원의 1.3GW 셀 생산 규모에 큐셀의 1.1GW 생산설비를 더해 연간 2.4GW의 생산능력을 갖춘 회사가 된 것. 생산 규모뿐 아니라 큐셀 독일 본사의 연구개발(R&D)센터와 생산 공장, 말레이시아의 생산 공장, 미국·호주·일본의 영업 법인 등을 인수해 글로벌 경쟁력을 강화했다.

이에 더해 한화케미칼이 올해 초부터 여수 폴리실리콘 공장에서 상업생산을 시작함으로써 폴리실리콘-잉곳-웨이퍼-셀-모듈-발전사업에 이르기까지 태양광 사업의 수직계열화를 완성하게 됐다.

큐셀의 다운스트림 사업(태양광 발전) 노하우도 접목함으로써 태양광 발전 분야에서 토털 솔루션을 제공하는 글로벌 태양광 전문기업으로 거듭났다는 평이다.

특히 250여 명에 이르는 큐셀의 연구개발 및 기술 인력을 보유하게 된 것 역시 큰 힘이 될 것으로 전망된다. 미국 실리콘밸리에 태양광연구소를 두고 기술개발을 선도하고 있는 한화그룹으로서는 큐셀 인수를 통해 미래 태양광 기술 분야를 이끌어나갈 수 있는 더 큰 발판을 마련한 셈이다.

태양광 사업은 결국 고효율, 저비용 경쟁이기 때문에 누가 더 저렴한 가격에 효율 높은 태양전지를 개발하는지가 관건이다. 실제로 태양광 모듈 효율을 1% 높이면 시스템 설치비용이 4% 감소하는 효과가 있다. 이에 따라 태양광 흡수율을 높이고 반사율을 낮춰 더 많은 전력을 생산하는 고효율 태양전지를 개발하기 위한 연구가 업계에선 한창이다.

태양전지의 효율을 높이는 기술 개발은 만만찮은 과제인데, 미국 국립재생에너지연구소(NREL) 자료에 따르면 일반 결정형 태양전지의 효율은 지난 22년 사이 11% 상승했다. 연평균 0.5%포인트 오르는 데 그친 셈이다. 이처럼 효율 향상 속도가 느린 이유는 재료 또는 제조상 결함 등의 이유로 태양전지로 유입된 태양광 에너지가 전력을 생산하지 못하고 소실되기 때문이다.

이 문제를 해결하기 위해 한화케미칼은 △태양전지 표면을 인공적으로 울퉁불퉁하게 만들어 빛의 반사를 최소화하거나(텍스처링) △특수한 코팅을 입히거나(반사 방지막) △전극을 뒷면으로 보내 빛의 흡수를 극대화하는 기술(후면 전극) 등을 개발 중이다. 아울러 태양전지 생산단가를 혁신적으로 절감할 수 있는 기술을 연구 중인 벤처기업에 대한 투자도 지속적으로 이어가고 있다.

한편 미국 실리콘밸리에 위치한 태양광연구소인 한화솔라아메리카는 태양광 분야의 저명한 학자인 크리스 이버스파처 박사를 연구소장으로 해 차세대 태양전지 등 태양광 분야의 원천기술 개발을 진행하며 태양광 사업 분야를 연구하고 있다.

한화는 미국뿐 아니라 한국과 중국에도 태양광연구소를 운영하며 기술 개발에 매진하고 있다. 한국에서는 폴리실리콘 및 잉곳/웨이퍼 등의 상업화 및 생산 공정 효율화 등에 대한 연구를 진행하고 있으며, 결정질 실리콘 태양전지 분야의 신기술에 대한 상업화 기술도 개발 중이다.

대전에 위치한 한화케미칼 태양전지연구센터에서는 자체적으로 개발한 공정처리 기술인 ‘RIE(Reactive Ion Etching)’와 한화솔라원에서 추진해온 셀 효율 증대 기술인 ‘SE(Selective Emitter)’를 생산라인에 적용함으로써 광변환 효율을 최대 1% 이상 향상시킬 계획이다. 회사 관계자는 “이 기술을 생산설비에 적용할 경우 연간 약 1700억 원의 매출 증대과 효과가 있을 것으로 기대하고 있다”고 했다.

중국에서는 결정질 실리콘 태양전지 공정 및 품질 개선, 잉곳-웨이퍼-셀-모듈 생산 공정 개선 등을 연구 중이다.

김지현 기자 jhk85@donga.com