[창간특집-기술이 미래다]그린 에너지- 태양전지

태양은 인간에게 고대부터 신이나 무한한 힘, 에너지의 상징이었다. 태양광 발전은 바로 이 무한한 에너지원을 활용하고 있다. 태양전지를 이용해서다. 최근엔 ‘박막’ 태양전지가 주목받고 있다.

박막 태양전지는 원재료를 기체 상태로 만든 후 증착 과정을 거쳐 만들어진다. 두께가 실리콘 웨이퍼를 이용한 결정질 태양전지의 100분의 1 정도에 불과하다. 결정질보다 박막 태양전지가 주목받는 건 얇다는 특성 때문에 활용범위가 넓다는 것도 있지만 무엇보다 수년간 가격이 급상승한 원재료 폴리실리콘 비용을 줄일 수 있다.

실제로 폴리실리콘 가격은 반도체 산업 성장 및 태양전지 산업에 대한 관심이 증가하면서 2008년 5월 현재 1㎏당 약 75달러로 2003년 ㎏당 24달러에 비해 세 배가량 상승했다.

업계는 오는 2010년이면 박막 태양전지의 생산능력은 약 9406㎿로 확대될 것으로 본다. 이는 2007년 887㎿에 비해 약 11배에 달하는 규모다.

박막 태양전지는 전극을 구성하는 물질에 따라 종류가 구분된다. a-Si(아몰포스 실리콘), CdTe(카드늄, 텔루라이드 화합물), CIGS(구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄 화합물) 등이 대표적이다. 이 중에서 a-Si의 비중이 50% 이상으로 가장 크다. 향후 기술 개발 여하에 따라 CdTe나 CIS·CIGS의 비중도 늘어날 전망이다.

물론 박막 태양전지가 만능은 아니다. 가장 큰 문제는 태양빛을 전기로 변환시키는 비율인 광변환 효율이 낮다는 점. 실리콘웨이퍼 태양전지는 광변환 효율이 14∼17%인 반면에 박막 태양전지는 10% 안팎이다. 특히 박막 태양전지 시장을 주도 중인 a-Si는 전환효율이 8%에 불과하다. 상용화 기간이 10년에 불과해 아직 신뢰성이 검증되지 않았다는 지적도 극복해야 할 대상이다. 이러한 문제만 넘으면 박막 태양전지는 대세가 될 것으로 예상된다.

최순욱기자 choisw@