[2009 녹색성장 비전] “고효율·고품질로 말한다”… 1등 태양전지의 자신감
■글로벌 베스트 ‘독일 큐셀’
안정된 원료 확보·설비 확장… 세계시장 석권
│탈하임(독일) 이도운특파원│“큐셀(Q-Cells)의 Q가 무슨 뜻인지 아십니까? 바로 품질(Quality)입니다.”
지난달 13일 오전 10시에 도착한 독일 탈하임의 태양광 단지(Solar Valley). 옛 동독 지역의 허허벌판이 세계의 주목을 받는 첨단 산업기지로 변신했다. 단지 입구의 출입사무실에서 방문 절차를 밟은 뒤 다시 두 개의 검문소를 지나서야 큐셀 본사에 도착할 수 있었다. 지난해 미국 샌디에이고에서 만난 적이 있는 홍보책임자 스테판 디트리히가 반갑게 맞아줬다. 디트리히는 기자의 사전 요청에 따라 본사 건물과 붙어 있는 제4태양전지 생산라인으로 안내했다. 큐셀은 탈하임에 6개의 생산라인을 갖고 있고, 멕시코와 말레이시아에도 공장을 지었다.
이미 방문 전에 사진 촬영은 하지 않기로 합의했지만, 이날 또다시 ▲안내자가 이끄는 동선을 벗어나지 말고 ▲기계나 물품을 만지지 않으며 ▲불필요하게 근무중인 직원들에게 말을 걸지 않는 등의 10가지 사항을 준수하겠다는 서약서에 서명을 하고서야 생산라인에 들어갈 수 있었다.
●태양전지 제품마다 Q마크 ‘과시’
제4생산라인에서 1년에 생산하는 태양전지의 용량은 180만MW. 한국에서 방문했던 미리넷솔라, 한국철강의 생산라인보다 용량은 크지만 설비나 공정의 흐름은 대체로 비슷하다는 느낌을 받았다.
큐셀이 태양전지 제작에 사용하는 장비가 슈미트, 로스 & 라우, 얀스 & 레드먼 등 독일 업체의 제품으로 한국 업체들이 사용하는 것과 같기 때문이었다. 이날 제4생산라인은 중국 업체가 납품한 폴리실리콘 웨이퍼로 태양전지를 생산하고 있었다.
웨이퍼 품질 점검~웨이퍼 클리닝, 에칭, 린싱, 건조~확산로에서의 양·음극 분리~가장자리 처리~실리콘 질소 코팅~스크린 프린팅~은 도금~성능별 분류 등의 복잡한 공정을 거쳐 완성된 큐셀의 태양전지 오른편 아래 쪽에는 작은 ‘Q 마크’가 찍혀 있었다. 태양전지 하나하나의 품질을 보장할 수 있다는 일종의 자신감 또는 ‘과시’였다. 큐셀의 태양전지는 효율에 따라 와트당 3.7~3.9유로에 팔린다.
큐셀의 안톤 밀너 최고경영자(CEO)는 “고품질의 태양전지를 대량으로 공급할 수 있는 능력이 큐셀의 차별화된 경쟁력”이라고 말했다. 큐셀의 품질은 ‘라이너 르모이네(타계한 큐셀의 최고기술책임자) 연구센터’에서 나온다. 무려 250명의 과학자와 엔지니어가 실리콘 결정질 등 갖가지 원료를 사용한 태양전지를 시험 제작한다. 이 연구소에는 경영대학원(MBA)을 졸업한 한국 여성도 한 명이 근무하고 있다고 디트리히는 귀띔했다.
●앞선 경쟁력 비결은 250명 연구인력
연구의 방향은 두 가지. 첫째는 효율을 높이고, 둘째는 전지의 두께를 줄이는 것이다. 효율을 1% 높이면, 생산비용이 7% 줄어든다. 현재 양산되는 큐셀 태양전지의 효율은 15~16.6%이지만 연구실에서는 사용하는 원료에 따라 18~23%까지도 나온다고 디트리히는 말했다.
큐셀 연구소는 현재 사용하는 원료로 최고 28%까지 효율을 높일 수 있을 것으로 분석하지만, 단기적으로는 18% 효율의 태양전지 양산을 목표로 하고 있다. 또 전지의 두께를 줄이면 줄일수록 값비싼 원료인 폴리실리콘의 사용량이 절약된다. 태양전지의 두께는 2003년에 330마이크로미터였다. 2008년 생산된 태양전지의 두께는 180마이크로미터로 줄었지만, 앞으로 120마이크로미터까지 좁힌다는 계획이다.
2001년 창업한 큐셀이 짧은 시간안에 세계 시장을 장악한 비결은 무엇일까. 큐셀이 2007년 일본의 샤프를 누르고 1위를 차지한 것은 폴리실리콘 확보 때문이었다고 디트리히는 설명했다. 당시 시장에서는 태양전지를 만드는 원료인 폴리실리콘이 절대 부족했으나 큐셀은 노르웨이의 REC 등과의 끈끈한 유대를 발판으로 안정적으로 원료를 공급받았다.
2008년에도 1위를 유지할 수 있었던 것은 제품의 품질에 대한 시장의 평가가 좋은데다, 생산설비 확장을 통해 들어오는 주문을 모두 소화할 수 있었기 때문이었다고 디트리히는 말했다. 각국의 태양전지 모듈(태양전지를 연결한 패널) 제작 업체나 태양광 발전소 건설 업체 등에 “큐셀은 약속한 날짜에 요구하는 품질의 태양전지를 어김없이 납품할 능력을 갖췄다.”는 믿음을 심어줬다는 것이다.
dawn@seoul.co.kr
■코리아 베스트 ‘미리넷솔라’ “기술격차 불과 1~2년… 곧 큐셀 따라잡을 것”
‘효율 20%, 생산수율 90%’
지난해 12월26일 방문한 미리넷솔라의 생산라인에는 이 회사의 목표가 짧고 명료하게 적혀 있었다.
“큐셀도 따라잡을 수 있습니다.” 미리넷솔라의 창업자인 이상철 회장은 서울신문과의 인터뷰에서 매우 야심찬 목표를 밝혔다. 이 회장은 “큐셀 등 세계적인 기업과 비교할 때 사업 시작이 5~7년 정도 늦었지만, 기술격차는 1~2년 정도에 불과하다.”면서 “총력을 기울여 1~2년 내에 동등한 수준으로 따라잡는다는 목표를 갖고 있다.”고 말했다.
이 회장의 목표는 다소 무리하게 들렸다. 그러나 생산본부장인 정연득 전무는 “반도체와 태양전지 공정을 비교하면 그렇지 않을 수도 있다.”고 거들었다. 정 전무는 “우리나라에는 태양전지에 비해 공정기술력과 응용기술력이 훨씬 앞선 분야인 반도체 전문가가 많다.”면서 “이들을 태양광 산업 분야로 끌어들이면 단시간 내에 큰 발전을 이룰 것”이라고 말했다. 또 대용량의 반도체는 개발한 뒤 제품화하는 데 2~3개월이 걸리지만, 태양전지는 신제품 개발 후 불과 1시간이면 생산이 가능하다고 설명했다.
●앞선 공정·응용기술력으로 승부수
단기간에 글로벌 플레이어가 되기 위한 이 회장과 미리넷솔라의 전략은 효율과 생산능력 향상이다. 큐셀, 샤프, 선텍 등 세계 상위권의 태양전지 업체에 비해 태양전지 효율을 연구하는 미리넷솔라의 인력은 미약한 수준이다.
현재 연구인력은 20명 남짓. 미리넷솔라는 부족한 연구개발 능력을 보충하기 위해 옛 소련 국가들의 태양광 전문가들과 협력하고 있다. 이들은 효율 37%에 이르는 인공위성용 태양전지 개발에 참여했던 인물들이라고 이 회장은 전했다.
효율 향상만으로는 세계 시장을 장악하기 어렵다. 양산 능력이 뒷받침되지 않으면 대량 주문이 들어오지 않기 때문이다. 현재 성서공단 제1공장의 생산능력은 연간 30 MW 수준. 바로 옆에 건설중인 제2공장이 완성되면 올해 150MW로 늘어나게 된다. 2010년까지 300MW의 생산능력을 목표로 하고 있다.
태양전지 시장의 주도권은 지난해부터 공급자에서 수요자 위주로 급속하게 변하고 있다. 그동안은 공급이 달려 만들면 팔렸지만, 앞으로는 질 좋고 값싼 제품만 팔리게 되어 있다.
이 때문에 미리넷솔라는 글로벌 시장에서 스스로 ‘저가 고효율 태양전지 제조업체’로 자리잡으려 하고 있다고 정 전무는 말했다. 당장 큐셀처럼 GW급 생산능력을 갖추기는 어렵겠지만, 효율과 수율 등 제품의 질은 세계 최고 수준으로 올리겠다는 것이다. 수율은 100장의 태양전지를 만들었을 때 팔 수 있는 태양전지 개수를 의미한다. 쉽게 말하면 불량품을 제외한 제품이다.
●올해 2공장 가동… 생산량 5배로
미리넷솔라의 제1공장은 지난해 연말부터 하루 24시간, 2교대 근무로 풀(Full) 가동중이다. 연초부터 이탈리아 등지에서 대규모 주문도 밀려온다. 미리넷솔라의 생산라인에서 일하는 직원들은 대부분 대학을 막 졸업한 20대 청년들이다.
이들은 태양광 분야가 비전있는 직업이기 때문에 많이 배운다는 욕심에 장시간 근무를 자청한다고 홍보책임자인 정선기 차장이 전했다.
생산라인을 안내해준 이관석 공정2팀 과장은 “태양전지의 품질은 원자재, 공정, 장비가 각각 3분의1씩 좌우한다.”고 말했다. 미리넷솔라의 경우 원자재와 장비를 외부에서 들여오기 때문에 에칭과 도핑, 반사방지 등 공정 쪽에서 최선의 결과를 얻기 위해 노력을 집중하고 있다고 현대 LCD 출신인 이 과장은 설명했다.
미리넷솔라 태양전지의 와트당 가격은 2008년말 기준 3.1(2.5~3.3)달러 수준. 실리콘 가격에 따라 변동폭이 크다고 한다.
미리넷솔라는 일단 태양전지 분야의 양산체제가 안정화되면, 실리콘 박막태양전지와 각종 화합물 박막태양전지, 집광형태양전지(Concentrating Photovoltaic) 등 연관 분야에도 도전할 계획이다. 이와 함께 폴리실리콘과 잉곳, 웨이퍼 등 태양광 가치 사슬(Value Chain)의 모든 단계로 사업 영역을 넓힌다는 목표도 갖고 있다고 이 회장은 설명했다.
대구 성서공단 이도운기자 dawn@seoul.co.kr
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