태양광 모듈을 보신 적 있으신가요? 저는 업무상 자주 모듈을 보게 되는데요, 넓적한 패널같이 생긴 것에서 작동소음도 없이 전기를 생산하는 것이 굉장히 신기합니다. 이와 마찬가지로 많은 분들께서 겉으로 보기에는 그냥 단순한 판넬인 태양광 모듈의 어디에 고난도의 기술이 숨어있는지 알 수 없다고 말씀하신답니다.
이러한 호기심을 해결해드리기 위해, 이번에는 전기를 생산하는 가장 중요한 장비인 태양광 모듈의 구조에 대해 집중 해부를 해볼까 합니다.
외관의 모양은 아주 단순하게 생긴 바로 이것이 태양광 모듈입니다. 하지만 한 장의 모듈을 만들기 위해서는 수많은 과정과 고도의 기술이 필요하죠 아래사진에서 보시는 것처럼 태양광 모듈의 가장 기초 원료는 폴리실리콘입니다. 폴리실리콘은 규사와 석영에서 추출하는데 지표면상에서 산소를 제외하고 가장 풍부한 자원이라고 하네요.
이렇게 석영에서 추출된 폴리실리콘은 잉곳과 웨이퍼 공정을 거치게 됩니다. 잉곳은 주로 두가지 방법으로 생산되게 되는데요 어떻게 생산하느냐에 따라 단결정 셀과 다결정셀로 나뉘어 집니다. 우선 폴리실리콘을 융해하여 원통형으로 잉곳을 만들게 되는 공정을 적용하면 단결정 웨이퍼와 셀이 만들어 지죠
아니면 위 그림 하단에서처럼 두부 모판 같이 잉곳을 만들게 되면 다결정 웨이퍼와 셀로 만들어집니다. 단결정과 다결정의 차이는 좀더 어려운 작업을 거치는 단결정 제품이 좀더 태양광을 잘 흡수하게 된다는 것인데 어려운 공정인만큼 제조원가가 더 들어가는 단점이 있습니다. 요즘은 다결정 전지가 좀더 많이 생산되는 편인데요. 생산의 편리성과 비용상의 유리한 점이 있기 때문입니다.
앏게 썰어진 판(?)에 전극을 입히는 과정을 거치게 되면 태양전지셀이 만들어집니다. 그림에서 보는 전지는 다결정셀이라고 불리는 요즘 많이 사용되는 결정질계 전지입니다. 태양전지셀은 폴리실리콘을 앏게 썰어 만든 다결정과 단결정이 대표적이고 박막전지도 요즘은 많이 개발되고 있습니다. 대표적인것이 CdTe 셀인데요, 카듀뮴 텔루라이드라고 부릅니다. 미국의 퍼스트 솔라가 주로 만들 고 있는데 가격적인 면에서 경쟁력이 커서 많이들 설치하고 있습니다. 다만 우리나라는 카드듐이 건강에 악영향을 주는 유해물질이라 수입이 금지되고 있습니다.
그 외에도 박막전지 종류가 다양하게 연구되고 생산되고 있는데 아직까지는 결정질 셀에 대적할 만큼의 발전효율이 나오지 않고 있는 것이 사실입니다. 대략 8~9%의 발전효율을 박막전지가 보이고 있는데 15~17%의 결정질 제품에 많이 떨어지고 있는 상태입니다. 하지만 아직 특허가 많지 않아 발전가능성을 더 크다는 것이 업계의 생각입니다. 박막전지는 현재 한국철강이 국내에서는 대표적인 생산업체이고 LG 등에서 열심히 개발연구를 하고 있다고 하네요.
전세계 어디에서나 보편적으로 사용할 수 있는 평등에너지가 바로 태양광 전지 입니다. 해가 있기만 하면 전기가 생산되기 때문이지요 그러나 이러한 무공해 전지를 생산하기 위해서는 앞에서 설명 드린 바와 같이 높은 기술력과 많은 돈이 소요됩니다. 기술의 장벽은 기초소재분야로 갈수록 두껍고 높은 특징이 있죠. 즉 폴리실리콘을 생산하는 기술이 가장 어려운 분야라 할수 있습니다. 우리나라는 태양광 사업에 가장 늦게 뛰어 들었지만 반도체의 기술을 이용하여 가장 어려운 폴리실리콘의 글로벌 넘버원을 꿈꾸고 있습니다. 전문가들의 예측에 의하면 2-3년내 우리나라 기업이 넘버원이 될 거라고 하니 대한민국의 국민으로서 가슴이 뿌듯해 지는군요. ^^ 대한민국 태양광 파이팅입니다~
이러한 호기심을 해결해드리기 위해, 이번에는 전기를 생산하는 가장 중요한 장비인 태양광 모듈의 구조에 대해 집중 해부를 해볼까 합니다.
외관의 모양은 아주 단순하게 생긴 바로 이것이 태양광 모듈입니다. 하지만 한 장의 모듈을 만들기 위해서는 수많은 과정과 고도의 기술이 필요하죠 아래사진에서 보시는 것처럼 태양광 모듈의 가장 기초 원료는 폴리실리콘입니다. 폴리실리콘은 규사와 석영에서 추출하는데 지표면상에서 산소를 제외하고 가장 풍부한 자원이라고 하네요.
이렇게 석영에서 추출된 폴리실리콘은 잉곳과 웨이퍼 공정을 거치게 됩니다. 잉곳은 주로 두가지 방법으로 생산되게 되는데요 어떻게 생산하느냐에 따라 단결정 셀과 다결정셀로 나뉘어 집니다. 우선 폴리실리콘을 융해하여 원통형으로 잉곳을 만들게 되는 공정을 적용하면 단결정 웨이퍼와 셀이 만들어 지죠
아니면 위 그림 하단에서처럼 두부 모판 같이 잉곳을 만들게 되면 다결정 웨이퍼와 셀로 만들어집니다. 단결정과 다결정의 차이는 좀더 어려운 작업을 거치는 단결정 제품이 좀더 태양광을 잘 흡수하게 된다는 것인데 어려운 공정인만큼 제조원가가 더 들어가는 단점이 있습니다. 요즘은 다결정 전지가 좀더 많이 생산되는 편인데요. 생산의 편리성과 비용상의 유리한 점이 있기 때문입니다.
앏게 썰어진 판(?)에 전극을 입히는 과정을 거치게 되면 태양전지셀이 만들어집니다. 그림에서 보는 전지는 다결정셀이라고 불리는 요즘 많이 사용되는 결정질계 전지입니다. 태양전지셀은 폴리실리콘을 앏게 썰어 만든 다결정과 단결정이 대표적이고 박막전지도 요즘은 많이 개발되고 있습니다. 대표적인것이 CdTe 셀인데요, 카듀뮴 텔루라이드라고 부릅니다. 미국의 퍼스트 솔라가 주로 만들 고 있는데 가격적인 면에서 경쟁력이 커서 많이들 설치하고 있습니다. 다만 우리나라는 카드듐이 건강에 악영향을 주는 유해물질이라 수입이 금지되고 있습니다.
그 외에도 박막전지 종류가 다양하게 연구되고 생산되고 있는데 아직까지는 결정질 셀에 대적할 만큼의 발전효율이 나오지 않고 있는 것이 사실입니다. 대략 8~9%의 발전효율을 박막전지가 보이고 있는데 15~17%의 결정질 제품에 많이 떨어지고 있는 상태입니다. 하지만 아직 특허가 많지 않아 발전가능성을 더 크다는 것이 업계의 생각입니다. 박막전지는 현재 한국철강이 국내에서는 대표적인 생산업체이고 LG 등에서 열심히 개발연구를 하고 있다고 하네요.
전세계 어디에서나 보편적으로 사용할 수 있는 평등에너지가 바로 태양광 전지 입니다. 해가 있기만 하면 전기가 생산되기 때문이지요 그러나 이러한 무공해 전지를 생산하기 위해서는 앞에서 설명 드린 바와 같이 높은 기술력과 많은 돈이 소요됩니다. 기술의 장벽은 기초소재분야로 갈수록 두껍고 높은 특징이 있죠. 즉 폴리실리콘을 생산하는 기술이 가장 어려운 분야라 할수 있습니다. 우리나라는 태양광 사업에 가장 늦게 뛰어 들었지만 반도체의 기술을 이용하여 가장 어려운 폴리실리콘의 글로벌 넘버원을 꿈꾸고 있습니다. 전문가들의 예측에 의하면 2-3년내 우리나라 기업이 넘버원이 될 거라고 하니 대한민국의 국민으로서 가슴이 뿌듯해 지는군요. ^^ 대한민국 태양광 파이팅입니다~
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 안녕하세요. 기술지원팀 성락준 팀장입니다. 제가 담당하고 있는 업무는 환경과 에너지 관련 사업개발 및 시행입니다. 실제 생활에 도움이 되는 친환경 신재생에너지에 대한 지식과 정보를 알려드리겠습니다. |
