국내 연구진이 태양전지의 핵심 기초소재인 다결정 실리콘 잉곳을 세계 최고 수준으로 제조하는데 성공했다. 이 기술은 기존 기술보다 경제성을 40% 이상 향상시킬 수 있다.


한국화학연구원(원장 오헌승) 문상진 박사팀과 (주)글로실(대표 길종원)은 6일 450㎏급 다결정 실리콘 잉곳 양산 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.


실리콘 잉곳은 실리콘을 정제해 만든 결정성 덩어리로 이것을 200마이크로미터(㎛) 정도로 잘라 표면을 거울처럼 연마하면 실리콘 웨이퍼가 된다.


최근 태양전지산업이 급속히 발전하면서 선진국에서는 태양전지의 가격 경쟁력을 확보하기 위해 태양전지용 실리콘 웨이퍼의 크기를 대형화하고 있는 추세로 웨이퍼의 기초소재인 다결정 실리콘 잉곳의 크기도 대형화되고 있다.


현재 양산되고 있는 웨이퍼는 300㎏ 잉곳에서 생산되는 125mm 크기가 주종인데 이번 화학연구원과 글로실에서 개발에 성공한 450Kg급 잉곳은 156~200mm 웨이퍼를 제조할 수 있는 기술로서 생산성이 40%이상 향상됐으며 우리나라가 태양전지산업의 세계시장을 선점할 수 있는 기술로 평가된다.


이 기술은 화학연구원이 개발해 (주)글로실에 기술이전한 독자적인 도가니 코팅기술과 함께 고도 잉곳 제조기술인 이른바 ‘ADS (Advanced Directional Solidification)’ 기술을 기반으로 해 세계 최고 수준의 450kg급 잉곳을 양산할 수 있는 독자 공정기술 및 제조 장비로서 고품질의 잉곳을 빠른 속도로 성장시킬 수 있다.


이번에 개발한 450kg급 장비 1대에서 연간 생산한 잉곳을 이용해 웨이퍼를 만들 경우 발전량은 6MW 정도로 4인 가구 기준 약 2,000가구에 전기를 공급할 수 있는 양이다.


글로실은 이번에 확보된 세계 최고수준의 양산기술과 도가니 코팅기술을 곧 바로 생산현장에 적용할 계획으로 태양전지용 실리콘 원료의 수급문제가 어느 정도 해소될 2010년 이후에는 본 다결정 실리콘 잉곳 성장장치의 수요가 폭발적으로 증가할 것으로 예상돼 향후 수 천억원의 장비 수입대체 및 수출 효과가 기대된다.


문상진 화학연구원 박사는 "태양전지의 경제성 향상을 위해 세계적으로 잉곳이 대형화되고 있는 추세다"라며 "이번 450㎏급 5세대 잉곳제조기술의 성공에 이어 세계시장을 지속적으로 선점하기 위해서는 이른바 6세대 잉곳(800kg급)의 공정기술 및 장비개발이 필요한 시점"이라고 말했다.

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