“태양전지의 원천기술은 모두 외국에서 갖고 있기 때문에 이를 통한 수익을 기대하기 어렵습니다. 그러나 우리가 연구하고 있는 기술은 우리의 원천기술일 뿐만 아니라 경제성과 효율 측면에서 기존 태양전기 기술에 비해 뛰어납니다.”

지난 2005년부터 태양전지에 관한 연구를 하고 있는 이정호 한양대학교 재료화학공학부 교수는 나노기술을 활용해 현재의 태양전지보다 경제성과 효율성이 뛰어난 차세대 태양전지를 개발했다.

현재 태양광 발전에 필요한 태양전지는 실리콘 기판형과 박막형이 상용화돼 있다. 그러나 이 두가지 모두 단가 대비 효율에 있어서는 만족스럽지 못한 것이 현실이다.
박막형은 효율이 10% 정도로 낮다. 기판형은 15~20%의 효율을 올릴 수 있어 기판형보다 효율이 높은 편이다. 하지만 실리콘 기판의 가격이 워낙 비싸 생산단가의 절반을 차지할 정도여서 경제성에 문제가 있다. 이 때문에 많은 업체들이 효율이 더 낮음에도 불구하고 기판형보다 박막형을 선호하고 있다.

이정호 교수팀이 개발한 태양전지는 나노기술을 이용한 실리콘 와이어 기반의 차세대 태양전지다. 실리콘 와이어 기반의 태양전지는 박막형의 효율성 한계를 극복할 수 있다는 것이 이 교수의 설명이다.

이정호 교수팀이 연구실 내에서 실험한 결과 와이어 기반의 태양전지의 효율성은 35% 정도로 나왔다. 기존의 박막형보다 3배 이상 높은 효율성이다.

여기에 와이어형은 생산단가도 낮춰 경제성까지 갖추고 있다고 이 교수는 강조했다. 기판형과 박막형의 경우 99.999999%의 고순도 실리콘을 사용하지만, 와이어형은 99.99~99.9% 저순도 실리콘으로 제작이 가능하기 때문이다.

이 교수는 “소수점 아래 ‘9’가 하나씩 빠질 때마다 가격이 현저하게 떨어지는데, 와이어형을 선택할 경우 가격을 현재의 1/5~1/3까지 낮출 수 있을 것"이라며 “아직 큰 공정에서는 못해봤기 때문에 실제로 어느 정도까지 낮추게 될지는 좀 더 살펴봐야 한다”고 말했다.

이 교수는 와이어형 태양전지 개발이 가장 필요한 이유로 경제성, 효율성과 함께 ‘원천기술’을 꼽았다.

이 교수는 “전 세계가 ‘그린’을 내세우면서 국내 기업들도 친환경 에너지개발을 위해 태양광에 많은 관심을 갖고 있지만 태양전지 박막의 원천기술이 외국에 있기 때문에 태양전지산업을 수익원으로 만들기 어렵다”며 “그러나 와이어형 박막은 우리가 개발한 것으로 원천기술이 우리나라에 있기 때문에 국가경제에도 도움이 된다”고 말했다.
 

이 교수는 지금까지 태양전지의 원천기술 특허권을 4편 정도 등록했으며, 3편을 추가로 준비 중이다. 이들 기술에 대해 해외 특허도 곧 들어갈 예정이다.

이 교수는 LG디스플레이(30,300원 100 +0.3%), ADP엔지니어링, 대구경북과학기술원, 기계연구원, 서울대, 성균관대, 이화여대, 경북대, 대구가톨릭대 등과 함께 실리콘 와이어 기반 태양전지에 대한 상업성 확인 작업도 함께 진행하고 있다.

이 교수는 “현재는 연구실 내 시험에 그치고 있지만 와이어 기반의 대용량 기판 제작과 생산성 등이 가능한지 여부와 기업체의 관심을 끌어내는 것이 과제”라며 “내년이나 내후년쯤에는 상용화 가능성 점검에 들어갈 계획”이라고 말했다.

이 교수는 이어 “기존 업체들이 실리콘 박막과 기판에서 나노기술로 돌아서는 것에 대한 두려움이 있는 것이 사실”이라며 “기업체들이 공격적으로 이 기술을 받아들일 수 있는 인식의 전환이 있어야만 우리나라가 ‘그린 강국’으로 거듭날 수 있다”고 강조했다.

이 교수는 한양대가 차세대에너지를 특성화하는 방안도 추진하고 있다고 밝혔다. 차세대에너지를 한양대의 간판으로 내걸겠다는 것. 이를 위해 특성화 나노융합전공학과 등 독립학과의 설립도 긍정적으로 검토하고 있다고 이 교수는 전했다.

머니위크 김성욱 기자 | 2009/04/01 10:57