미래 성장동력 ‘박막 태양전지’ 잡아라

LG·삼성·SK 등 투자 본격화 … LCD 기술과 흡사해 한국 업체에 유리

미래 태양광발전의 핵심인 ‘박막 태양전지’ 개발을 놓고 국내 기업 간 불꽃 튀는 접전이 시작됐다. 형제뻘인 LG전자와 LG디스플레이가 “박막 전지를 차세대 성장동력으로 삼겠다”고 앞다퉈 선언하는가 하면, 삼성전자·SK에너지·현대중공업도 투자를 본격화했다. 텔리오솔라·주성엔지니어링 등 기술력을 앞세운 중소 전문업체들의 도전도 거세다.

박막 태양전지의 최대 장점은 이미 대중화한 실리콘 결정형 태양전지에 비해 제조 원가가 절반에 불과하다는 것이다. 이 때문에 업계에선 지난해 13%였던 박막 전지의 세계 태양전지 시장 점유율이 2015년엔 30%로 오르리라 예상한다. 문제는 제조 과정이 너무 복잡해, 상업화가 가능한 양산 체제 단계에서 광전환효율(태양에너지를 전기에너지로 바꾸는 효율)을 제대로 내기 힘들다는 점이다. 미래 태양광 시장을 선점하려는 각국 업체들이 박막 전지의 광효율 높이기에 열을 쏟는 연유다. 결정형 전지의 원천 기술이 없는 국내 업체들로선 글로벌 태양광 시장의 열세를 단번에 만회할 기회인 만큼 욕심이 날 수밖에 없다. 더구나 박막 전지 제조법은 우리나라가 세계 정상급으로 자부하는 디스플레이(LCD)나 발광다이오드(LED) 기술과 흡사하다.

대기업 중 최근 가장 눈에 띄는 성과를 내놓은 곳은 LG전자다. 이 회사는 “가로 1.1m, 세로 1.3m인 대면적 박막 전지로 세계 최고 수준의 광전환효율인 11.1%를 달성했다”고 2일 발표했다. 전지에 집적된 태양에너지가 100이라면, 이 중 11.1만큼을 전기에너지로 바꾸는 데 성공했다는 뜻이다. 최고기술책임자(CTO)인 백우현 사장은 “내년 1분기에 양산하는 결정형 태양전지와 함께 박막 전지를 미래 에너지 사업의 양대 축으로 육성하겠다”고 밝혔다.

이에 따라 관계사인 LG디스플레이도 마음이 바빠졌다. 이 회사는 지난달 초 “박막 전지 연구전담 조직을 신설하고 연말까지 500억원 규모의 시험 생산라인을 구축하겠다”고 밝힌 바 있다. 현재 도달한 광전환효율은 8% 수준. 박상대 부장은 “출발은 늦었지만 앞선 LCD 기술을 활용해 2012년께엔 광전환효율 14%를 달성하는 것이 목표”라고ㅍ 말했다. 두 회사는 일단 제각각 연구개발에 힘을 기울이겠다는 입장이다. 익명을 원한 국내 증권사 애널리스트는 “LG그룹 차원에서 광전환효율 14%에 먼저 도달하는 쪽이 주도권을 잡는 방식으로 교통정리가 이뤄지지 않겠느냐”고 내다봤다. 이들 외에 삼성전자와 SK에너지·현대중공업 등도 전담 연구팀을 꾸리거나 양산라인 설립 검토에 들어갔다.

중소업계의 발걸음도 분주하다. 텔리오솔라는 박막 전지의 일종인 화합물 태양전지(CIGS) 생산업체다. 이 회사는 5월 광변환효율 10.1%를 달성한 데 이어, 내년 3분기에 경기도 평택의 30㎿ 규모 공장에서 양산을 시작할 예정이다. 노갑성 대표는 “CIGS 생산업체는 세계에 3곳뿐(독일 1, 일본 2곳)인 만큼 양산에 성공하면 한국 태양광 산업의 부가가치를 높이는 데 일조할 수 있다”고 기대했다. 태양광 장비업체인 주성엔지니어링 또한 최근 중국 그린랜드뉴에너지사의 660억원 규모 박막전지 생산라인 설비를 수주하는 등 발 빠르게 움직이고 있다.

이나리 기자

◆박막 태양전지=두꺼운 폴리실리콘 웨이퍼를 이용해 만드는 실리콘 결정형 태양전지와 달리 유리·스테인리스 스틸 등 저가 기판을 이용해 원가가 저렴하다. 비정질 실리콘(a-Si), CIGS(구리·인듐·갈륨·셀레늄), 염료감응형(DSSC) 태양전지 등이 이에 속한다.