국내 태양광 웨이퍼업체들이 생산성 증대와 가격 경쟁력을 향상하기 위해 ‘다이아몬드 와이어 소어’ 방식을 전격 도입 또는 검토하고 있다.
12일 태양광 웨이퍼업계에 따르면 현재 500㎿ 규모의 웨이퍼 공장을 건설 중인 웅진에너지는 세계 최초로 100% 다이아몬드 와이어 소어 방식을 적용했다. 또 1GW 규모의 국내 최대 태양광 웨이퍼 생산능력을 갖고 있는 넥솔론도 올해 말까지 계획된 1.8GW 확대까지는 기존의 슬러리 방식을 사용하고, 내년 이후 공장 증설에 다이아몬드 와이어 소어방식을 도입하기 위해 테스트를 하고 있다.
이처럼 웨이퍼 업체들이 반도체 공정에 보편화 된 다이아몬드 와이어 소어 방식에 적극적인 관심을 보이는 이유는 기존 슬러리 방식에 비해 생산성이 두 배 가량 향상되기 때문이다. 6인치 웨이퍼를 슬러리방식으로 생산하려면 약 6시간이 걸리지만 다이아몬드 방식을 사용하면 절반가량 시간이 단축된다.
또 슬러리 방식은 공정과정에서 사용하는 냉각수에 탄화규소(SiC) 연마제를 섞어 사용해 환경오염 우려가 있으나, 다이아몬드 방식을 선택하면 이에 대해 걱정 없이 친환경공정을 실현할 수 있다.
무엇보다 다이아몬드 방식을 사용해 제작한 웨이퍼를 사용하면 0.5%가량의 태양전지 변환효율 증대를 기대할 수 있다. 품질을 나타내는 웨이퍼 표면이 손상된 정도(Damage Depth)나 웨이퍼 표면의 이물질 정도(Surface Metal)가 현격히 낮기 때문에 효율향상을 기대 해도 된다는 것이 다이아몬드 방식을 적용해 웨이퍼를 일부 생산하고 있는 웅진에너지 측의 설명이다.
실제 웅진에너지는 다이아몬드 방식을 사용해 제작한 단결정 웨이퍼를 신성솔라에너지에서 태양전지로 만들었을 때 효율이 기존 18.7%에서 19.2%로 향상됐다.
여기에 최근 다이아몬드 와이어 소어 공급업체들이 늘어나면서 구매단가가 약 70%가량 내려간 것도 다이아몬드 방식 전환을 부추기고 있다. 태양광 웨이퍼 업체들이 다이아몬드 방식을 사용하기 시작한 지난 2008년에 m당 약 35엔 수준이던 가격이 현재는 약 10~15엔 정도로 내려갔다. 웨이퍼업계에서는 이 정도 가격이면 다이아몬드 방식의 생산비가 슬러리 방식과 비교해도 동등한 수준으로 보고 있다.
넥솔론 한 관계자는 “다이아몬드 방식은 웨이퍼 생산시간이 많이 줄어들기 때문에 충분히 메리트는 있으나, 문제는 양산기술을 확보하는 것”이라며 “양산기술만 확보되면 언제든지 도입할 수 있다”고 말했다.
한편, 웨이퍼업계는 일본에서는 다이아몬드 방식의 태양광 웨이퍼 생산 비중이 높아지고 있는 추세고, 이와 더불어 SiC를 풍부하게 보유하고 있는 중국 이외의 지역에서 다이아몬드 방식이 점차 퍼져 나갈 것으로 예측하고 있다.
용어설명: 다이아몬드 와이어 소어 방식=와이어에 고착하는 다이아몬드 연마용 입자로 잉곳을 얇게 베어내 웨이퍼를 생산하는 가공 방식이다. 기존 슬러리방식은 스틸와이어와 SiC 연마제를 사용한다.
함봉균기자 hbkone@etnews.co.kr
