태양전지산업의 핵심 기초소재인 다결정 실리콘 잉곳을 세계 최고 수준으로 제조할 수 있는 공정과 장비가 상용화 수준으로 개발됐다.
한국화학연구원(원장 오헌승) 문상진 박사팀과 글로실(대표 길종원)은 지난해 산업자원부 신재생에너지 기술개발사업의 지원을 받아 300㎏급 다결정 실리콘 잉곳의 양산 기술 확보에 이어 최근 450㎏급 5세대 잉곳을 양산할 수 있는 기술 및 장비 개발에 성공했다고 6일 밝혔다.
실리콘을 정제해 결정성 덩어리로 만든 잉곳을 200㎛ 두께 정도로 잘라 표면을 거울처럼 연마하면 태양전지로 활용할 수 있는 실리콘 웨이퍼가 된다.
기존에는 300㎏짜리 잉곳으로 125㎜ 크기의 웨이퍼를 주로 생산해 왔으나 이번에 개발한 기술은 450㎏짜리 잉곳은 156∼200㎜ 짜리 웨이퍼 제작이 가능하다.
연구진은 잉곳 생산을 위해 화학연이 독자 개발한 고효율 전열제어 시스템과 자동화 시스템을 개발했다. 또 차세대 방향성 응고(ADS) 기술을 적용해 결정성이 뛰어나고 불순물을 극소화시킨 고품질 실리콘 잉곳을 생산하는데 성공했다.
화학연 측은 이를 통해 공정 비용은 20% 낮추고 생산량은 기존보다 25% 가량 늘리는 등 전체적인 투자대비 생산성을 40%가량 높였다고 설명했다.
연구진은 또 이 기술을 이용해 450㎏급 잉곳 생산장비 한 대에서 제품을 양산할 경우 발전량은 6㎿정도로 4인 가구 기준 약 2000가구에 전기를 공급할 수 있는 양이라고 밝혔다.
화학연 문상진 박사는 “태양전지의 경제성 향상을 위해 세계적으로 잉곳이 대형화되고 있는 추세”라며 “세계 시장의 지속적인 선점을 위해서는 6세대 잉곳(800㎏급)의 공정기술 및 장비개발이 필요하다”고 말했다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.co.kr