- 에너지연, 국내 유일 태양광 개방형 혁신 플랫폼 구축으로 국가 산업 경쟁력 강화

- 차세대 태양전지 양산기술 개발 가능한 미래지향적, 기업 맞춤형 인프라 구축

- 글로벌 선도 기관과의 협력 강화로 공정과 성능평가 기술 경쟁력 제고

[사진자료] 태양광기업공동활용연구센터 전경사진

□  무탄소에너지 혁신 기술인 태양전지의 글로벌 경쟁력 확보와 차세대 기술 개발을 위한 개방형 태양광 혁신 플랫폼이 준공됐다. 각 기업이 개발한 제품의 양산에 앞서 제조 공정과 성능을 검증할 수 있는 국내 유일의 플랫폼으로, 중국의 태양광 산업 독과점에 대응하고 국산 태양광 기술의 경쟁력을 강화하는 전초기지의 역할을 수행할 전망이다. 

■ 한국에너지기술연구원(이하 ‘에너지연’)은 3월 27일 14시 대전 국제과학비즈니스벨트 신동 지구에 위치한 ‘태양광기업공동활용연구센터’(이하 ’연구센터‘)의 준공식을 개최했다.

□ 준공식은 에너지연 이창근 원장, 대통령 직속 2050 탄소중립녹색성장위원회 김상협 민간위원장, 산업통상자원부 이호현 에너지정책실장, 대전광역시 장호종 경제과학부시장, 한국수력원자력 황주호 사장 등 산학연관 관계자 100여 명이 참석한 가운데 진행됐다.

■ 에너지연은 연구센터를 활용한 산학연 융합연구로 ▲초격차 신기술 개발, ▲양산기술 개발·검증, ▲세계 선도기관 교차 비교를 통한 고도의 성능·효율 측정 기술 확보를 통해 태양광 관련 국가 연구개발의 효율성을 제고하고 산업 경쟁력 강화를 도모할 계획이다.

□ 그동안 국내 태양광 기업은 세계 최고 수준의 태양광 셀, 모듈 기술을 보유하고 있음에도 단가 경쟁에서 어려움을 겪어왔다. 이를 극복하기 위해 연구센터는 국내 기업의 요구 사항을 최대한 반영하고 기업이 개발한 제품의 제조 공정과 성능을 양산 전에 검증할 수 있도록 설계됐다. 연구센터를 통해 혁신기술의 근간이 되는 다양한 요소, 양산 기술을 검증함으로써 제품 상용화와 단가 절감의 가능성을 극대화할 수 있게 된 것이다.

■ 건물연면적 2,400평 규모로 구성된 연구센터는 50메가와트(MW)급 태양전지 제조 라인 클린룸과 100메가와트(MW)급 대면적 태양광 모듈 파일롯 제조 라인을 갖추고 있어 셀·모듈 제조, 신뢰성 평가, 소재·부품·장비를 아우르는 공급망 관련 기술까지 전 부문의 개발과 검증이 가능하다. 

[사진자료] 태양광기업공동활용연구센터-태양광 모듈 제조 파일럿 라인

□ 연구센터에는 시장 점유율의 70%를 차지하는 상용 실리콘 태양전지(PERC*) 뿐만 아니라 향후 시장을 주도할 기술인 전하선택형 태양전지(TOPcon)*, 이종접합 태양전지(HJT)*의 제조 라인도 마련됐다. 전하선택형 태양전지와 이종접합 태양전지는 고급 실리콘 태양전지 기술임과 동시에 초고효율 탠덤 태양전지*의 하부 셀로도 활용되기 때문에 글로벌 기업과 기술 선두그룹 모두 주목하고 있는 기술이다.

* PERC(Passivated Emitter Rear Contact) : 70% 이상의 점유율로 시장을 선도하는 상용 실리콘 태양전지 기술로, 태양전지 내 표면 재결합을 억제하는 기술을 적용하여 효율을 높인 기술

* TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact) : 실리콘 태양전지 구조 내에 얇은 산화막을 삽입하여 변환효율을 높인 기술로, 한화솔루션 큐셀 부문은 지난 2월 5일 국내 기업 최초로 탑콘 제품을 출시한 바 있음. 최근 시장점유율은 약 10% 수준이지만 2033년까지 60%로 증가가 예상돼 시장의 주류가 될 것으로 전망됨

* HJT(Heterojunction Technology) : 단결정 실리콘에 비정질 실리콘 박막을 더한 구조로,광전변환시 표면에너지 손실을 줄여 효율을 높이는 기술. HD현대에너지솔루션이 2026년 양산을 목표로 개발 중이며, 현재 10% 미만의 세계 시장점유율을 가지고 있으나 향후 10년 내 25%의 점유율을 가질 수 있을 것으로 전망됨

* 탠덤 태양전지 : 단일 접합 태양전지의 한계 효율(<30%)을 극복하기 위해 두 개 이상의 서로 다른 밴드갭을 가진 태양전지를 적층해 빛의 이용률을 높인 기술로, TOPCon이나 HJT 태양전지를 하부 실리콘 소자로 활용하는 페로브스카이트/실리콘 탠덤 구조가 초고효율 상용화를 위해 주목받고 있음 

□ 대면적 태양광 모듈의 파일롯 라인에서는 다양한 크기의 셀을 결합한 대면적의 모듈 제조도 가능하다. 에너지연 태양광연구단은 파일롯 라인을 활용해 국산 장비의 최고 출력에 해당하는 660와트(W) 이상의 상용 실리콘 태양전지 모듈을 제조하는데 성공했으며 이를 통해 개발 장비의 양산성도 검증 완료했다.

□ 또, 국내 기업이 개발한 장비와 공정 기술을 통해 공정 라인을 구축했기 때문에 국산 장비의 테스트 베드 역할도 수행할 수 있으며 장비의 해외 수출 역량 향상에도 기여할 수 있다.

□ 이외에도 에너지연은 연구센터를 통해 아직 국제 공인 표준이 없는 탠덤 태양전지 측정 영역의 국제 표준화를 선점할 계획이며, 국내 기업 현안 대응과 탄소중립기술개발 로드맵에 따른 혁신 기술 개발, 전문 인력 양성과 일자리 창출도 추진할 예정이다.

■ 준공식을 주관한 에너지연 이창근 원장은 환영사를 통해 "태양광 오픈 이노베이션 플랫폼이라는 연구센터 구축 취지에 맞게 한층 강화된 산학연 융합연구로 국가 성장 동력 창출 및 대한민국의 태양광 기술 선도에 이바지하겠다.“고 말했다. 

■ 준공식에 참석한 탄소중립녹색성장위원회 김상협 민간위원장은 "태양광은 탄소중립에 중추적 역할을 하는 무탄소에너지 기술 중 하나"라며, "연구센터가 차세대 기술 개발 테스트 베드로써 국가 탄소중립뿐만 아니라 기후 테크 육성 및 우리 기업들의 세계 시장 진출에 크게 기여하기를 기대한다."고 밝혔다.

□ 한편, 연구센터는 산업통상자원부 에너지기술기반확충사업과 대전광역시의 지원으로 구축됐다.