유리·봉지재 분리…회수율 100% 근접
공정 최적화로 전력 소모 3분의 1 줄여
폐패널 1톤당 CO21200kg 감축 효과
에이치에스티에 개발 기술 이전키로
한국에너지기술연구원(원장 김종남)은 이진석 변환저장소재연구실 책임연구원팀이 수명을 다한 태양광 폐패널을 재활용해 회수한 소재로 고효율 태양전지를 만드는 데 성공했다고 19일 밝혔다. 개발 기술은 에이치에스티(대표 황성태)에 이전했다.
태양광 패널은 재활용 가능한 유리, 알루미늄, 실리콘, 구리 등으로 만들어져 최소 80% 이상 다시 활용 가능하다.
개발 재활용 기술은 프레임·정션박스 해체 자동화, 고순도 유리 분리, 유가금속 회수, 태양광 패널 재제조로 구성된다. 핵심 공정은 유리 분리다. 자체 개발한 장비를 통해 태양광 패널 내 유리와 봉지재(태양광 모듈 방어 역할) 계면을 분리시켜 100%에 근접하는 유리 회수율을 얻었다. 파손 패널에도 적용할 수 있으며, 공정 최적화로 기존 개발 공정 대비 전력 소모를 3분의 1 이상 줄였다.
개발 기술은 비파쇄 방식으로 분리된 부품과 소재들이 섞이지 않는다. 철분 함유량이 200ppm 미만 고급유리를 고순도 회수해 수익성을 높일 수 있다. 상용 72셀 대형 패널을 대상으로 테스트해 100%에 근접한 유리 회수율을 보였다.
연구진은 더 나아가 폐패널로부터 회수한 실리콘을 정제해 6인치 단결정 잉곳 및 웨이퍼를 만든 후 일반적인 태양전지 제작 공정을 통해 20.05% 고효율 태양전지를 재제조할 수 있었다. 재활용 웨이퍼 최적화 제작 공정을 적용한다면 더 높은 태양전지 효율을 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다.
이진석 책임연구원은 “태양광 폐패널 1톤을 재활용하면 이산화탄소 1200㎏을 감축시키는 효과를 볼 수 있어 탄소중립에 절대적으로 필요한 기술”이라고 밝혔다.
황성태 에이치에스티 대표는 “태양광 산업에 종사하면서 폐패널에 대한 심각성을 느끼게 돼 사업화를 결정한 만큼 지속 투자와 기술력 향상으로 성공적인 사업화 모델을 만들 것”이라고 전했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
