이 누리집은 대한민국 공식 전자정부 누리집입니다.
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취재 : 넷제로프렌즈 제3기 김경하
2050 탄소중립 사회 구현을 위한 에너지 전환이 전 세계적으로 추진되고 있습니다. 특히 태양광은 효율 향상과 저탄소 생산이 동시에 가능한 기술로 주목받으며 재생에너지 확대의 핵심 수단으로 자리 잡고 있습니다. 기술 고도화뿐 아니라 공급망 안정성과 산업 자립을 뒷받침하는 실증 인프라의 중요성도 점차 커지고 있습니다.
이러한 흐름 속에서 한국에너지기술연구원이 조성한 ‘태양광기업공동활용연구센터(CAST)’는 태양광 셀 및 모듈의 전주기 기술을 실증하고 공동 활용할 수 있는 플랫폼으로 주목받고 있습니다. 지난 7월 15일 시민기자단은 대전 유성구에 위치한 CAST를 방문해 기술 강연과 생산 공정을 견학하고 태양광 기술의 구조와 산업 동향을 직접 확인했습니다.
태양광 전주기 실증이 가능한 인프라
CAST는 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원의 지원으로 구축된 실증 플랫폼으로, 태양광 셀 및 모듈 생산 전 과정에 대한 공정 검증과 파일럿 제조가 가능한 설비를 갖추고 있습니다. 기업들은 제품화 전 단계에서 양산 가능성, 수율, 신뢰성 등을 사전 평가할 수 있으며 공정 단가에 따라 맞춤형으로 공동 활용이 가능합니다.
센터는 50MW급 셀 생산라인과 100MW급 모듈 제조 라인을 운영하고 있습니다. 셀 라인은 PERC(Passivated Emitter and Rear Cell), TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact), HJT(Heterojunction) 등 고효율 실리콘 태양전지 구조에 대응하며, M6(166mm)부터 M12(210mm)까지 다양한 웨이퍼 규격을 수용할 수 있도록 설계돼 있습니다. 모듈 라인은 100% 국산 장비로 구성돼 있고 국내 장비 기업의 상용화 가능성을 검증하는 실증 공간으로도 활용되고 있습니다.
(사진=김경하 기자)
셀 및 모듈 제조 과정 현장 보니
태양광 셀 제조는 실리콘 웨이퍼 표면에 미세한 요철을 형성해 반사율을 낮추는 텍스처링(texturing)으로 시작돼, 불순물 주입 공정(doping), 산화막 형성(passivation), 전극 증착(electrode deposition), 소광 및 분리 등 일련의 공정을 거칩니다. 각 공정은 셀의 전류 수집 구조와 변환 효율을 결정짓는 핵심 단계이며, 센터에는 단계별 설비와 샘플이 구비되어 있어 구조적 차이를 육안으로 확인할 수 있습니다.
(사진=김경하 기자)
모듈 공정은 셀을 직렬연결한 후 강화유리, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 필름, 백시트(backsheet), 프레임 등을 적층해 패널 형태로 완성됩니다. 이후 라미네이션(lamination) 공정을 통해 부품을 고정한 뒤, 후면에 정션박스(junction box)를 부착해 전기 연결이 가능하도록 구성됩니다.
(사진=김경하 기자)
현장에는 다양한 구조와 응용 기술이 적용된 모듈이 전시돼 있었습니다. 셀을 반으로 절단해 전류 손실을 줄이는 하프컷 셀(half-cut cell), 양면에서 빛을 흡수하는 양면 수광형 모듈(bifacial module), 납을 제거한 무연 와이어(lead-free wire) 적용 사례 등이 있었고, 구조별 차이에 따라 출력 특성과 활용 목적이 어떻게 달라지는지 비교할 수 있었습니다.
(사진=김경하 기자)
차세대 기술과 탄소중립 대응 전략
센터는 실리콘 단일 전지의 효율 한계를 넘어서는 차세대 기술 실증도 함께 진행하고 있습니다. 대표적으로, 페로브스카이트와 실리콘을 적층한 탠덤 태양전지(tandem solar cell)는 이론 효율 한계인 29.4%를 넘어 35% 이상의 발전 효율을 목표로 하고 있습니다. 이를 위해 센터는 탠덤 셀 전용 솔라시뮬레이터를 도입하고 정밀 측정 및 내구성 평가 장비를 구축하고 있습니다.
탄소중립 대응을 위한 저탄소 모듈 기술도 함께 개발하고 있습니다. 유리 및 프레임 두께 절감, 무연 소재 적용, 재활용 가능한 구조 설계를 통해 단위 발전량당 이산화탄소 환산 배출량(CO₂-eq/kWp)을 475kg 이하로 낮추는 것을 목표로 하고 있습니다. 이는 RE100 및 탄소국경조정제도(CBAM) 대응을 위한 산업계의 기반 기술로 활용할 수 있습니다.
인증, 교육, 국제협력까지 연결되는 구조
CAST는 단순한 장비 실증 공간을 넘어 기술 인증, 산학연 교육, 국제 표준 연계까지 포괄하는 플랫폼으로 확장되고 있습니다. 센터는 한국산업표준(KS) 및 국제전기기술위원회(IEC) 기준에 맞춘 측정 및 평가 장비를 보유하고 있으며, 모듈 성능시험과 인증을 통합 수행할 수 있는 환경을 조성하고 있습니다.
또한 대학과 연계한 현장 실습형 교육 프로그램을 운영하고 국내 장비 기업의 장비 실증을 통해 상용화까지 연결되는 구조를 마련하고 있습니다. 최근에는 한화솔루션이 개발한 탠덤용 건식공정 장비 도입이 추진 중이며, 연내 센터 구축을 목표로 하고 있습니다.
기술, 산업, 정책이 교차하는 지점에서 CAST는 실증 기반의 거점 인프라로서 태양광 산업 경쟁력 확보를 위한 핵심 역할을 수행하고 있습니다.
위 콘텐츠(글)은 탄녹위 넷제로프렌즈 3기 참여자가 작성한 글입니다.
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