[녹색성장의 씨앗, 친환경 소재] (5)투명전극소재

　첨단 정보기술(IT)산업과 함께 신재생에너지산업이 급부상하면서 전기전도성과 광투과성을 동시에 갖춘 투명전극소재에 관심이 높다. 평판 디스플레이 제품과 박막형 태양전지는 얇은 유리기판으로 빛이 통해야 하고, 동시에 전기신호도 잘 전달해야 하기 때문이다.

　현재 디스플레이(LCD, PDP) 분야가 주 사용처인 투명전극소재는 앞으로 박막태양전지, 스마트유리 등 첨단 에너지·발전산업으로 확대될 전망이다. 이에 따라 세계 시장은 2008년 7조7000억원에서 2018년에는 22조원 규모에 이를 것으로 예상된다.

　투명전극소재로는 주로 인듐과 주석 또는 아연산화물(ZnO)에 도핑 물질을 혼합한 투명전도성산화물(TCO)이 0.1∼1마이크로미터(㎛)의 얇은 막 형태로 제조돼 널리 활용되고 있다.

　하지만 시장 확대, 특히 디스플레이 산업의 성장에 따라 소재 수요의 증가와 가격 상승, 자원 고갈 문제 등으로 원재료의 공급 불안이 초래되면서 대체 재료의 개발이 시급한 상황이다.

　대체 재료로 가장 주목받는 것이 전기전도성과 광투과성뿐 아니라 플라즈마에 대한 내구성이 우수하고, 낮은 온도에서 코팅공정이 가능하며 원료 가격도 비교적 낮은 ZnO 계열의 TCO다. 이를 소재로 해서 만든 박막형 태양전지는 제조원가 대비 효율이 높아 기존 태양전지 업체는 물론이고 후발 업체들도 양산 기술 개발에 적극 나서고 있다.

　우리나라는 디스플레이 제품 생산에 필요한 투명전극 코팅공정 기술은 이미 세계 최고 수준에 도달했다. 반면, 원료 물질에 대한 원천기술은 세계 시장을 주도하고 있는 일본에 미치지 못하고있다. 소재기술의 낮은 성숙도는 국내 박막 태양전지 산업 성장의 장벽으로 여겨지고 있으며, 생산설비도 고가의 외산 장비에 의존하고 있는 실정이다.

　국내 소재 전문가들은 박막태양전지 산업의 성장세를 고려할 때 새로운 TCO인 ZnO계 물질의 원재료 생산과 코팅공정 기술력을 단시간 안에 확보해야 한다고 입을 모은다. 특히 기본적인 태양전지의 품질(내구성, 수명, 변환효율 등) 수준 향상과 동시에 감가상각비의 비중 축소, TCO 기판의 국산화가 후발 국가로서의 시장성 및 국제 경쟁력 확보에 중요한 요소가 될 것으로 내다보고 있다.

　김동호 재료연구소 기능박막연구그룹 선임연구원은 “차세대 플렉시블 디스플레이용 투명전극의 저온 코팅공정 기술과 박막 태양전지용 ZnO계 투명전극 코팅기술 개발에 전력을 기울이고 있다”며 “박막 태양전지 양산화에 대응하려면 1미터 이상의 유리기판 위에 전도성과 투과도, 산란도 등 필요한 특성을 모두 만족하는 공정기술 개발이 필수적”이라고 말했다.

　 창원=임동식기자 dslim@etnews.co.kr