문병무 티모테크놀로지 대표. 시대를 앞서가는 날카로운 시각으로 늘 새로운 기술력을 선보여왔던 그가 이번엔 염료감응으로 태양전지 시장에 출사표를 던졌다.

김 태 희 기자

티모테크놀로지(이하 티모테크)는 2008년 염료감응 태양전지의 원천기술을 보유한 호주의 다이솔과 합작사 ‘다이솔티모’를 설립했다. 그리고 2년이 지난 2010년 11월, 염료감응 태양전지 분야에서는 최초로 정부로부터 녹색기술인증을 취득했다. 이번에 취득한 녹색기술은 글라스 타입의 염료감응 태양전지 제조 기술로, 타사와는 차별화된 고효율과 장기안정성이 인정되었다.

녹색인증을 획득하기 위해서는 태양전지의 발전 효율 7% 이상, BIPV 적용 가능성, 플렉서블(Flexible) 기술의 보유가 필수적으로 꼽혔다. 그러나 티모테크는 그리 문제될 것이 없었다. 티모테크의 모듈은 이미 7%의 효율을 넘어섰으며, BIPV 기술 역시 이미 보유하고 있었다. 뿐만 아니라 티모테크는 2010년 초 플렉서블 염료감응 태양전지 제조 및 제조장비 개발 과제에 대해 지식경제부로부터 핵심기술개발 과제로 선정되어 시제품을 이미 개발한 상태였다.

고효율과 안정성 동시에 잡아

사실 그동안 염료감응 태양전지를 제작하는 과정에 있어 고질적인 문제들이 몇 가지 있었다. 효율도 효율이거니와 바로 안정성 문제다. 문 대표의 설명에 의하면 처음 염료감응 태양전지 개발을 시작할 때만 해도 고효율 염료감응 태양전지를 제작하면 안정성이 문제가 되었고 안정성에 치중하면 효율에 문제가 생겼다고 한다.

그러나 현재 티모테크의 태양전지는 건축물의 자재로 사용할 정도의 안정성에 도달했으며, 효율 또한 높은 태양전지로 꼽힌다. 연구소 내에는 효율을 측정하는 방을 따로 만들어 시간에 따른 태양전지의 효율 변화를 검사한다. 이를 통해 높은 효율은 물론 효율의 안정성과 태양전지의 견고함을 측정한다.

이번에 녹색기술인증을 받은 글라스 타입 염료감응 태양전지 제조기술 역시 BIPV 시장을 목표로 개발한 상용화 기술로, 고효율과 고안정성에 차별화를 두었다.

녹색기술인증은 까다롭고 공정한 심사로 기술수준 또한 매우 높은 수준을 요구한다는 사실에 미루어 이번 인증과정은 티모테크의 보유 기술 수준을 객관적으로 평가 받은 또 하나의 좋은 기회가 되었다.

티타니아 광촉매 적용 기술로 염료감응 태양전지 기술력 업 ↑

그렇다면 염료감응 태양전지 상용화에 있어 가장 큰 화두는 무엇일까. 아무래도 ‘효율’을 들 수 있을 것이다. 발전효율 10% 이상을 기록해야 상용화가 가능하지만 아직까지의 연구 결과는 그에 미치지 못하고 있기 때문이다. 이를 위해 티모테크는 한국과학기술연구원(KIST)와 ‘티타니아 광총매 나노분말 제조 및 응용을 위한 핵심기술개발’에 참여하는 등, 다양한 활동을 통해 염료감응 태양전지의 고효율에 대한 실현 가능성을 점차 넓혀가고 있다.

티모테크는 티타니아 개발과 관련해 KIST와 공동개발을 진행하게 됨으로써 산업 원천 소재에 대한 기술력을 확보함과 동시에 염료감응 태양전지의 주요한 구성 물질을 생산할 수 있는 나노재료 소재 기술을 확보하게 됐다. 또한 원재료 기술확보를 통한 원가 절감은 물론 태양전지 고효율 확보를 위한 발판을 마련했다. 현재의 티타니아 광촉매 나노분말 핵심 기술에 따른 태양전지 개발이 완료된다면 티모테크는 실리콘 태양전지가 주를 이루는 현 태양전지 시장에 또 다른 전환점을 안겨주게 될 것이다.

세계 최초 염료감응 대표기업 될 것

지난 11월 1~5일간 티모테크는 미국 콜로라도에서 열린 염료감응 세계 컨퍼런스 ‘DSC-IC 2010’에 발표자로 참석했다. 일본의 소니(Sony)와 후지쿠라(Fujukura), 스위스의 솔라로닉스(Solaronix), 영국의 타타스틸(TATA steel) 등 세계 유수의 업체들이 높은 효율과 각기 다른 어플리케이션으로 개발 및 양산 추진 현황을 발표하는 자리였다. 문 대표는 “그들이 현재 개발한 기술력에 대해 논의를 할 때마다 염료감응 태양전지의 양산 시점이 다가오고 있다는 것을 실감했다”며, 이와 동시에 “하루 빨리 티모테크의 양산 시설을 구축해 누구보다도 우리가 먼저 세계 시장을 선점해야겠다는 생각을 하게 됐다”고 전했다.

현재 해외 상황을 보면 미국·중국 업체들을 중심으로 해외 각국의 염료감응 태양전지 상용화에 대한 투자가 공격적으로 이루어지고 있다. 일본 후지쿠라의 경우 30MW 초기 양산 시설을 구축하고 있는 것으로 전해진다. 티모테크 역시 현재 염료감응 태양전지를 세계 최초로 양산하는 그 날을 위해 각고의 노력을 다하고 있다.

염료감응 상용화 3단계 전략

현재 티모테크는 세계 최초의 시장선점을 위해 양산장비를 기획하고 있다. 그리고 2011년 8월, 5MW급 염료감응 태양전지의 양산설비 완공 계획을 갖고 있다. 이 밖에도 염료감응 태양전지를 이용한 ‘창호형 벤트 시스템’을 특허 출원한 후 중소기업 기술개발 사업 지원을 바탕으로 상용화 제품을 개발하고 있다. 이 제품의 경우 사업이 시작된 이후 많은 건설사와 관련 업계에서 큰 관심을 불러일으키고 있다. 그야말로 염료감응 태양전지의 상용화가 티모테크를 중심으로 임박해 왔다는 것을 몸으로 느낄 수 있을 정도다.

티모테크는 향후 염료감응 태양전지의 상용화 단계를 에너지 저감과 녹색성장과 발맞춰 3단계로 나누어 진행할 계획이다. 첫째는 이번 개발에 성공한 창호형 벤트 시스템과 같이, 작은 용량의 염료감응 태양전지를 이용한 친환경 제품을 출시하는 것이다. 현재 친환경 관련 제품 시장이 급속하게 팽창됨에 따라, 에너지 저감을 위한 다양한 제품의 필요성이 커지고 있기 때문이다.

두 번째 단계로 티모테크는 3kW급 이하의 발전 시스템의 개발을 구축할 계획이다. 현재 정부 주도로 진행되는 그린홈 100만호 사업이 본격적인 궤도에 오르면서 티모테크 역시 녹색기술 보유 기업으로서 앞으로의 큰 성장을 기대할 수 있을 것으로 보인다.

세 번째 단계로는 대형 건물에 적용되는 3kW급 이상의 태양광 시스템의 제품화다. BIPV라고 불리우는 건물 적용 태양광 발전 시스템에 가장 유리한 기술이 염료감응 태양전지 기술이다. 티모테크는 향후 원재료 기술개발을 통한 원가절감 노력과 공정기술 개발을 통해 대량생상 체제를 마련하고 실리콘 태양전지가 대부분을 차지하고 있는 건물 적용 태양광 발전 시스템 분야의 선두기업으로 도약하고자 한다.

염료감응 태양전지 상용화 임박

사실 그동안의 태양전지 시장은 결정질 태양전지가 대부분을 차지할 뿐만 아니라 성숙기에 접어들어 중소기업의 진입이 어려웠던 것이 사실이다. 티모테크의 문병무 대표는 “차세대 태양전지 쪽으로 눈을 돌린 결과 바로 염료감응 태양전지라는 획기적인 아이템을 발견하게 됐다”고 전했다. “BIPV의 최적의 태양전지인 염료감응 태양전지는 이미 성숙기에 접어든 결정질과는 차별화된 시장, 즉 틈새시장공략이 가능하다고 판단했다”는 것. 이로써 티모테크는 태양전지시장의 쟁쟁한 기업들과 경쟁해볼 만한 자사의 기술력을 확보했다.

티모테크는 고효율, 저가격의 염료감응 태양전지 개발에 박차를 가하고 있다. 앞으로도 강력한 국내외 네트워크를 바탕으로 선진기술력을 보유하고 지적재산권을 확보하는 데에 주력하며 자사의 기술력을 확장시켜나갈 방침이다. 티모테크의 현재의 노력이 사라지지 않는 한, 시장에서 실리콘 태양전지와 힘을 겨룰 만한 새로운 시장의 창출이 그리 멀지 않으리라 예상한다.

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