다우코닝 태양광 비즈니스 부사장

전체 PV 가치 사슬에서 실리콘 제품을 생산할 수 있는 세계에서 몇 안 되는 회사들 중의 하나가 다우코닝이다. 이 회사는 차세대 태양광 수준의 실리콘을 비롯해 고성능 태양전지 제조를 위한 박막 증착, 전지 코팅, 틀 봉합, 접속 배선함 접착, 다이오드 보호용 파팅 에이전트와 같은 전체적인 실리콘 제품의 포트폴리오를 지속적으로 확장해나가고 있다. 다우코닝의 장기적인 실리콘 소재에 대한 지속 가능하고 전문적인 투자는 이 분야에서의 성공을 이끌어내며 미래 전망을 밝게 하고 있다. 

안정적인 원료 공급

우선 그리드 패리티를 달성하기 위해서 태양광 산업은 태양전지의 수명 주기 동안 생산되는 에너지의 kWh당 드는 비용을 줄여야만 한다. 소재는 일단 모듈 생산 비용과 모듈의 수명 성능이라는 가장 중요한 두 개의 문제에서 핵심적인 부분이다. 생산 측면에서 보자면 원료는 모듈의 총 비용에서 약 70%를 차지한다. 어떤 산업이든 마찬가지지만 이 산업에서는 모듈의 효율성과 내구성, 장기적인 성능을 높이고 생산 효율성을 증대하기 위해 제조업체들은 더 나은 품질의 원료를 반드시 사용하는 방식을 취해야 한다. 이러한 요인들이 모두 kWh당 비용을 줄이고 태양광 모듈이나 소유 비용을 감소시키는 데 기여한다.

다우코닝과 합작 투자사인 헴록 반도체 그룹은 태양광 소재, 제조 성능, 기술 발전에 지난 5년 동안 약 50억달러를 투자했다. 그 중에서 헴록 반도체는 40억달러라는 전체 투자에서 폴리실리콘 용량을 4만6,000m/t까지 늘리는 공정을 진행 중에 있다. 또한, 다우코닝은 박막 태양전지 생산에 사용되는 핵심 소재를 제조하게 될 공장을 신축 중에 있다. 

태양광 모듈의 내구성과 효율성 증대에 있어서 실리콘의 역할

왜 실리콘 소재에 대한 투자가 집중되는가? 다음의 특징들을 고려해 보자. PV 모듈에 사용되는 필요한 다른 소재들과 비교했을 때 실리콘은 가장 기본적으로 자외선 안정성을 갖고 있으며, 이로 인해 극단적인 날씨 조건, 즉 악천후 상황에서도 내구성이 확보된다. 태양전지의 박막 증착에 사용되는 실리콘 중심의 소재들은 또한 일부 박막 증착 기술에서 현재까지 사용되고 있는 자외선 차단제를 필요로 하지 않는다. 즉, 자외선 차단제가 없어도 된다는 말이다. 이로 인해 실리콘 소재들은 태양광 스펙트럼에서 모든 빛의 파장에 훨씬 더 투명하게 될 수 있는 것이다. 실리콘은 또한 모듈 안의 전지에 더 많은 빛이 접촉하도록 한다. 이로써 효율성이 증대되는 것은 물론이다. 뿐만 아니라 실리콘은 유리와 전지 기질에 흡착력이 좋으면서 낮은 계수를 갖고 스트레스 제거 효과가 있다. 실리콘은 또한 단단한 수지 코팅으로 제작되기 때문에 효과적인 내구성 보호와 마모 저항성을 확보하며 광학적 선명도는 그대로 유지할 수 있게 된다.

실리콘은 또한 모듈 프레임 밀폐제와 접착제로 사용할 수도 있다. 실리콘 접착제는 프레임 봉합 용도에서 일반적인 PV 테이프의 성능을 훨씬 능가한다. 왜냐하면 실리콘은 생산성 증대와 함께 사용이 편리하고 습기와 잔해를 완벽하게 막아주며 환경 보호 기능과 내구성 향상을 통해 장기적인 내구성을 확보할 수 있기 때문이다. 실험실 테스트에서 일반적인 PV 테이프는 자외선과 습기에 노출되었을 때 100% 흡착에 실패한다. 이뿐만 아니라 실리콘은 유리와 금속 프레임에 대한 흡착력이 상당히 좋은 편이다.

연구개발 현황

태양전지에서 특히 중요한 것은 비단 얼마나 많은 에너지가 최초 몇 분 내에 생산되는가 하는 문제뿐만이 아니라 25년 혹은 30년의 긴 기간 동안 얼마나 꾸준하게 에너지를 생산할 수 있는가 하는 것이 관건이다. 전지판의 내구성과 성능을 향상함으로써 PV 산업은 소유 비용을 줄일 수 있다.

이 필요성을 충족하기 위해 다우코닝은 3개의 태양광 솔루션 애플리케이션 센터를 구축했다. 두 곳은 미국에 위치하고 있고 한 곳은 한국에 있다. 그리고 현재 벨기에에 하나, 중국에 하나를 더 건축할 것을 계획하고 있다. 이곳에서 다우코닝은 고객들과 협력해 태양전지 제조에 사용되는 소재 솔루션을 개발, 평가, 시범 운영할 것이다.

중요한 지역들에서 과학자들, 엔지니어들, 마케팅 전문가들의 인력확보를 강화하면서 다우코닝의 태양광 솔루션 애플리케이션 센터는 시설과 장비를 제공해 다우코닝이 신기술을 개발하고 시험하기 위해 주요 태양전지, 모듈 제조업체들과 긴밀한 협력 작업을 할 수 있게 하고 있다. 이 모델의 궁극적인 목적은 혁신 주기를 짧게 하고, 그럼으로써 시장 기회와 새로운 아이디어들을 수익 창출 솔루션으로 신속하게 전환시키는 것이다.

성공적인 협력의 한 예는 혁신적인 태양전지 박막 증착 기술이다. 이 기술은 다우코닝이 2009년에 상업화했는데, 이 기술은 성능을 개선해 태양광발전소의 총 소유 비용을 효과적으로 낮춰주고 있다. 다우코닝의 PV-6100 전지 박막 증착 시리즈는 다른 재질에 비해 실리콘 분자의 UV 안정성에 기초해 결정질 모듈의 효율성 증대와 내구성을 높인다.

신재생에너지 정책에 대한 영향

다우코닝은 실현 가능한 신재생에너지 산업의 급속한 성장을 촉진하고 태양광에너지 기술의 혁신을 지원하기 위해 연구개발 투자비용을 늘리고, 신재생에너지 관련 교육, 훈련, 일자리 창출에 자금을 지원하는 정책을 적극적으로 옹호하고 있다.

예를 들자면, 다우코닝의 회장이자 CEO인 스페타니 번즈는 백악관에서 두 차례나 미국 대통령 버락 오바마를 만나 신재생에너지와 신재생에너지 관련 일자리 창출 문제를 논의했다. 그녀는 또한 브루킹 재단에서 후원한 에너지 회담에서 기조연설을 한 바 있다. 이 브루킹 재단은 미국 워싱턴D.C에 본사를 두고 있는 비영리 공공 정책 기관이다. 번즈 박사와 다른 전문가들은 정치적, 경제적 장벽과 공공전력 규모의 태양광에너지에 대한 기회에 대해 논의했다.

다우코닝은 또한 워싱턴D.C에서 태양광에너지 효율성 지도자들과 회의를 열어 국내 태양광 에너지와 에너지 효율성 산업의 성장을 촉진하고자 하는 새로운 연방 정책을 옹호했고 계류 중인 에너지 법안의 이익을 홍보했다. 

유럽에서 다우코닝은 브뤼셀에 본거지를 두고 있으며, 유럽 연합 정책 분석과 논쟁의 비영리 싱크탱크인 ‘Friends of Europe’과 공동 작업해 브뤼셀에서 정책 결정자들과 유럽 의회의 위원들, 산업계와 제3자 조직들과 에너지 관련 논의 회의를 주관했다. 이와 함께 그들은 유럽 국가들의 국가 신재생에너지 행동 계획에 대해 함께 논의했다.

전 세계에 걸쳐 다우코닝은 정부가 적극적인 역할을 할 수 있는 네 개의 핵심 영역을 다음과 같이 구분하고 있다.

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