태양광 업계가 희소금속 대체소재 기술 개발에 분주하다. `대세`로 떠오른 구리·인듐·갈륨·셀레늄(CIGS) 박막태양전지는 향후 보급이 늘어날 경우 희소금속인 인듐, 갈륨 가격이 상승할 수 있다는 우려 때문이다. 이에 따라 저가 소재를 이용하는 구리·아연·주석·황(CZTS) 박막태양전지 개발 경쟁이 가열되고 있다.
27일 업계에 따르면 미국 IBM, 우리나라 대구경북과학기술원(DGIST), 한국에너지기술연구원 등은 최근 CZTS 박막태양전지 개발에 박차를 가하고 있다. IBM은 일본 솔라프론티어와 협력하고 있으며, 최근 11% 이상의 광변환 효율을 달성한 것으로 알려졌다. DGIST도 최근 광변환 효율 8.06% 달성에 성공했다. 오는 2016년 14.5%까지 끌어올린다는 목표다.
CZTS가 각광받는 이유는 소재 가격이 CIGS의 10~20% 수준에 불과하기 때문이다. CIGS는 희소금속인 인듐, 갈륨을 사용하기 때문에 원가 부담이 크다. 특히 인듐은 터치스크린패널(TSP) 시장 확대와 중국 정부의 자원 무기화 정책으로 가격이 계속 높아질 것으로 예상된다. 이번달 인듐 가격은 ㎏당 450달러에서 480달러까지 치솟았다. 업계는 연말 500~600달러 수준까지 높아질 것으로 내다봤다.
강진규 DGIST 차세대융복합연구센터장은 “인듐은 부존량이 적기 때문에 향후 세계적으로 CIGS 박막태양전지 양산이 시작되면 가격이 올라갈 수밖에 없다”며 “CZTS 소재의 상용화 노력이 계속되는 이유”라고 말했다.
현재 CZTS 상업화를 위해서는 광변화 효율 제고와 대면적화가 기술적 난제로 꼽힌다. CZTS 방식 박막 태양전지의 세계 최고 광변환 효율은 11%에 불과한 반면 CIGS는 이미 17% 이상의 효율을 달성했다. 일부 업체는 CZTS 제조시 하이드라이진과 같은 독성 물질을 사용해 상용화에 제약이 많을 것이라는 분석도 나온다.
강 센터장은 “DGIST는 독성 물질을 사용하지 않아 유해성 문제가 없다”며 “4년 내 광변환 효율 14.5% 달성으로 상용화 기반을 마련하고 태양전지 대면적화에 나설 계획”이라고 말했다.
유선일기자 ysi@etnews.com
