|
 현재 태양광산업은 중국의 태양전지판 제조업체들이 지배하고 있다. 그러나 독특한 형태의 결정질 실리콘(Crystalline Silicon)을 제조하는 새로운 기술을 통해 중국외의 태양광 회사들이 이익을 얻을 수 있을지도 모른다. GT Advanced Technologies는 대형 결정질 실리콘 큐브(Cube)를 태양전지용 웨이퍼로 가공하기 위한 노(Furnaces)를 공급하는 전세계적으로 가장 큰 업체 중 하나이다. GT사는 최근 결정질 실리콘을 제조하는 2종의 신기술을 발표하였다. 이 새로운 접근 방식을 통해 초고효율 태양전지용 고급 결정질 실리콘 제조 비용을 상당부분 절감할 것으로 기대된다.
GT사가 Monocast라 부르는 첫 번째 기술은 현재 사용되고 있는 노를 적절히 변형하여 저품질 다결정 실리콘 제조 장비에서 단결정 실리콘을 생산할 수 있게 한다. 이 기술은 2012년 초에 이용 가능할 것으로 예상된다. 그리고 다른 제조사들도 이와 유사한 기술을 개발 중에 있다. 두 번째 개발된 기술은 HiCz이라 불리며 보다 장기적인 면에서 영향을 줄 것으로 보인다. 이 기술은 전지판의 효율을 개선하기 위해 극미량의 인(Phosphorous)을 투입한 단결정 실리콘의 제조비용을 절감할 수 있다. 이런 종류의 실리콘은 고비용으로 인해 현재 태양전지 중 10%만이 사용되고 있다. 그러나 GT사의 기술을 활용하면 비용을 최대 40%까지 절감할 수 있어 시장 점유율이 높아질 것으로 예상된다. 이 기술도 2012년에 가용할 것으로 보인다.
다결정 실리콘으로 만들어진 표준 태양전지판은 완전한 태양광(Full Sunlight) 아래에서 230W를 생산할 수 있다. 같은 크기로 만들어진 단결정 실리콘은 245 W를 생산할 수 있다. 그러나 인이 도핑된 단결정 실리콘은 320W를 생산할 수 있어 성능에 큰 향상을 가져온다. 대부분의 중국 태양광 제조업체들은 다결정 실리콘 태양전지에 초점을 맞추고 있다. 그러나 미국을 기반으로 하는 Sunpower와 같은 회사들은 차세대 단결정 태양전지판 개발에 중점을 두고 있으며, 이러한 특성을 이용하는 전지를 설계해왔다. 이러한 회사들은 GT Advanced Technologies가 개발한 HiCz 기술이 일반화되면 이익을 누릴 수 있을 것으로 예상된다.
GT Advanced Technologies 태양광발전 분야의 Vikram Singh는 “시장에는 변화 가능성이 있다. 일부 서양의 기업들이 이들 물질을 이용하는 기술을 보유하고 있기 때문에 경쟁력을 갖출 수 있다.”라고 밝혔다. 현재 Suntech과 같은 중국 태양전지판 회사들과 ALD와 같은 독일 장비 제조사들을 포함한 일부 회사들은 Monocast와 유사한 기술을 개발 중에 있다. HiCz 기술은 보다 높은 효율의 태양전지로 가는 다음 단계로 생각된다. 이 기술은 단결정 실리콘을 만드는데 활용될 수 있으며, Monocast 기술과 동일한 비용으로 인 도핑 실리콘을 만들 수도 있다. HiCz 기술은 효율이 16~18%인 태양전지를 22~24%까지 개선할 수 있기 때문에 태양발전의 와트 당 비용을 절감할 수 있다. 그러나 기존에 사용하던 장비를 활용할 수 없어 적용 속도가 느릴 것으로 보인다.
단결정 실리콘의 일반적인 제조 방법은 용해된 실리콘내에 모결정(Seed Crystal)을 투입한 후 이를 천천히 꺼내어 불(Boule)이라고 불리는 커다란 튜브형태의 실리콘 덩어리를 얻는 것이다. 이러한 과정은 대부분 배치식 공정(Batch Process)으로 이루어지나, HiCz 공정은 원하는 전기적 특성을 부여하기 위해 어떠한 미량원소와 함께 실리콘 원료를 연속적으로 공급할 수 있다. 연속식 공정의 장점은 생산성이 우수하여 비용을 절감할 수 있다는 점이다. 또한 갈륨(Gallium)이나 인과 같은 미량원소를 포함한 물질을 투입했을 때 높은 수율을 얻을 수도 있다. GT사는 이 공정이 단결정 태양전지 제조비용의 20~40%를 절감할 수 있다고 추정하였다.
출처 : http://www.technologyreview.com/energy/39157/page1/ |