[양선 기자]
▶ 결정형 실리콘 태양전지 제조 기술의 주류가 변화하다
2000년대 후반, 높은 광변환효율을 앞세운 결정형 태양전지와 낮은 생산원가를 앞세운 박막형 태양전지의 주도권 싸움은 폴리실리콘 가격 하락과 더불어 효율과 원가를 다 차지한 결정형 태양전지의 압승으로 정리되었다.
특히 중국 업체들의 낮은 생산 원가 및 정부 지원금을 힘입은 다결정 태양전지가 태양전지 시장의 주류로 자리잡았다.
이러한 패러다임이 10여년 만에 단결정 태양전지로 넘어가는 움직임이 나타나고 있으며, 이러한 변화의 중심에는 PERC(passivated emitter and rear cell) 기술이 있다.
PERC 태양전지에 대한 기술적 개념은 1989년 실험실 수준에서 검증되었으나, 산업에서 대량 양산 체제로 자리잡기까지 약 25년이 소요되었다.
PERC 태양전지는 Cell에 흡수된 장파장의 태양광을 전지안으로 반사시켜 광변환효율을 높이고, 장파장의 태양광이 뒷면으로 빠져나가면서 발생하는 열로 인하여 태양전지의 온도 상승으로 인한 효율 저하를 낮추는 기술이다.
2016년 전세계 태양전지의 14%가 PERC 태양전지로 추정되며, 2021년까지 40% 수준으로 확대될 것으로 전망된다.
▶ 다결정의 약점을 보완하는 기술이, 단결정의 장점을 부각하는 기술로
PERC 기술의 산업 적용은 상대적으로 효율이 떨어지는 다결정 태양전지 약점을 보완하기 위해서 적용되었으나, 효율 증가 수준이 원가 증가 수준을 넘어서지 못했다.
그러나, 단결정에 PERC 기술이 적용되면서, 둔화된 효율 증가기술 개발이 다시 활기를 띄고 있다.
중국의 분산형 태양광 시스템 지원 강화, 미국의 거주형 태양전지 시장 확대는 면적제한 요소의 증가로 인하여 고효율 태양전지의 성장이 필연적으로 수반될 것으로 전망된다.
특히 상대적으로 기술 개발 속도가 늦었던 단결정 웨이퍼 제조 분야도, 최근 다이아몬드 소잉 기술 확대, 잉곳 제조 기술 및 크기 확대 등으로 폴리실리콘 사용량 저감에 집중적인 성과를 나타내며 지속적인 원가 경쟁력을 확보할 것으로 예상된다.
따라서, 단결정 PERC 태양전지가 효율과 원가를 겸비하고 빠르게 주류로 자리잡을 것으로 전망된다.
(신현준 연구원)