[뉴스핌=박영국 기자] 태양전지 시장에서 기존 결정형을 대체할 기술로 박막형 태양전지가 부각되고 있는 가운데, 기술적으로 가장 큰 메리트를 가진 삼성과 LG 계열사들은 다소 굼뜬 움직임을 보여 그 배경에 관심이 모아지고 있다.
시장조사기관 솔라앤에너지에 따르면 전세계 박막형 태양전지 생산규모는 지난해 3.1GW로, 전체 태양광 시장(25.6GW)의 12.1%를 점유했다.
올해 박막형 태양전지 생산규모는 전년 대비 41% 성장한 4.4GW에 달할 것으로 예상되며, 전체 태양광 시장(32.9GW) 대비 점유율도 13.3%까지 확대될 전망이다. 또, 2015년까지는 전체 67GW 규모의 태양광 시장에서 20.7%에 해당하는 14GW를 박막형 태양전지가 차지할 것으로 솔라앤에너지는 전망했다.
박막 태양전지는 실리콘웨이퍼 대신 얇은 유리 혹은 플라스틱 기판(Substrate) 위에 전극을 입히는 방식의 특성상 여러 가지 이점을 발휘할 수 있다.
우선, 기술별로 폴리실리콘 사용량이 극소량이거나 아예 사용하지 않는 경우도 있어 제조원가 측면에서 폴리실리콘 수급 상황이나 시황에 큰 영향을 받지 않는다.
또, 셀과 모듈의 조립 과정을 거치는 실리콘웨이퍼 태양전지와 달리 기판의 크기를 확대함으로써 공정효율을 높일 수 있다. 무게가 가볍고, 평면 뿐 아니라 여러 형태의 곡면에 부착할 수 있어 활용방법이 다양하다는 점도 박막 태양전지 기술의 강점이다.
특히, 제조 공정이 TFT-LCD와 기술적으로 유사해 삼성전자나 LG디스플레이와 같은 LCD 기업이 양산 체제를 구축하기에 유리하다.
하지만 삼성이나 LG 계열사들은 박막 태양전지 기술과 관련해서는 R&D(연구·개발) 수준을 벗어나지 못하고 있다.
LG 계열의 경우 당초 LG디스플레이가 2012년 박막형 태양전지 상업생산을 시작한다는 방침을 세운 바 있으나, 최근 그룹 차원에서 태양전지 사업을 LG전자로 일원화시키면서 사실상 백지화됐다.
LG전자는 결정형 태양전지의 경우 상당히 발 빠른 움직임을 보이고 있다. 지난해 120MW급 양산에 이어 올 6월까지 330MW 규모로 확대할 예정이며, 2013년에는 1GW까지 증설할 계획이다.
하지만 박막형 태양전지의 경우 구체적인 양산 계획을 마련해놓지 않고 있다.
LG전자 관계자는 “박막형 태양전지 분야는 국책사업 참여를 통한 R&D 위주로 진행하고 있다”며, “양산라인 구축 등의 계획은 현 시점에서는 갖고 있지 않다”고 말했다.
삼성전자 역시 결정형에 비해 박막형 기술에 대한 대응이 더딘 상황이다. 결정형의 경우 지난 2009년 30MW급 파일럿플랜트 가동을 시작한 이후 130MW까지 확대했으나, 박막형은 파일럿플랜트 구축 계획도 잡아놓지 않고 있다.
오히려 비(非)전자기업인 현대중공업이 박막형 태양전지에서 삼성전자나 LG전자에 비해 속도를 내고 있다.
현대중공업은 프랑스 생고방과 공동 출자한 현대아반시스를 통해 지난달 15일 충북 청원군 오창에서 태양전지공장을 착공했다. 이 공장은 내년 1월 완공 예정으로, 연간 100MW 규모의 박막 태양전지 생산능력을 갖추게 되며, 2015년까지 연간 400MW 규모로 확대할 예정이다.
삼성전자와 LG전자가 박막 태양전지 사업에 소극적인 이유로는 ‘경제성 미확보’가 꼽히고 있다.
박막 태양전지 기술이 한창 각광받았던 시기인 2007~2008년은 세계적으로 폴리실리콘 시장이 공급부족인 상황이었다.
세계 각국 정부가 태양광 산업에 대한 지원을 확대하면서 태양광 모듈과 셀 기업들은 크게 늘어난 반면, 폴리실리콘 제조사들은 바커(Wacker)와 햄록(Hemlock) 등 소수에 불과해 가격이 천정부지로 치솟은 것.
2003년 ㎏당 24달러에 불과했던 태양전지용 폴리실리콘 장기공급 가격은 2년 뒤인 2005년 45달러로 두 배 가까이 뛰었고, 2007년에는 세 배 수준인 70달러까지 치솟았다. 2008년 상반기에는 스팟(Spot) 가격이 ㎏당 400달러를 기록하기도 했다.
이같은 폴리실리콘 가격 상승은 결정형 태양전지 생산원가에 큰 부담으로 작용했고, 관련업계는 폴리실리콘 수급 영향에서 자유로운 박막 태양전지 기술에 눈을 돌리기 시작했다.
하지만 2008년 하반기 이후 금융위기와 각국 정부의 지원금 축소로 태양전지 분야의 투자가 위축된데다, 한국을 비롯한 세계 각국에서 공급부족 시절 투자에 착수했던 폴리실리콘 설비가 가동에 들어가면서 폴리실리콘 가격은 급락을 시작했고, 지난해에는 ㎏당 100달러 이하까지 떨어졌다.
결정형 태양전지의 원가 부담이 줄어들자 상대적으로 박막 태양전지의 메리트는 축소될 수밖에 없었다.
또, 박막 태양전지는 이론적으로는 앞선 기술일지 몰라도, 기술 진입 시기가 결정형에 비해 짧은 만큼 전기전환 효율과 신뢰성 면에서 결정형에 비해 뒤처진다는 것도 문제였다.
삼성전자의 경우 결정형 태양전지는 전기전환 효율이 20% 수준인 반면, 박막 태양전지는 R&D 단계에서도 14~15%에 불과한 것으로 전해졌다.
업계 관계자는 “현 시점에서는 박막 태양전지를 양산한다 해도 결정형 대비 가격 측면에서나 전기전환효율 측면에서 경쟁력이 떨어진다”며, “삼성과 LG 입장에서는 박막 태양전지의 전기전환 효율을 결정형 이상으로 높이는 등 기술적으로 충분한 준비를 마친 이후 기존 LCD 및 반도체 공정 기술력을 바탕으로 대규모 양산설비를 갖춰 단번에 선두기업들을 따라잡는 전략이 현명할 것”이라고 지적했다.
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[뉴스핌 Newspim]박영국 기자 (24pyk@newspim.com)
