CIGS는 모든 PV 기술 중에서 가장 유망한 기술!
이 주 야 기자
공급과잉과 가격하락으로 CIGS 박막 태양전지 시대가 열리고 있는 것 같다. 최근의 태양광산업 동향에 대해 어떤 견해를 가지고 있나? CIGS는 최초 생산 활동 시작과 함께 지난 10년간 많은 기술 발전을 거듭해왔다. 한편 연간 GW 생산 용량에 이미 도달한 회사(솔라 프런티어)가 있고, 연간 생산 규모가 100MW 규모에 달하는 회사들도 다수 존재한다. 이러한 회사들의 수효와 특히 뷔르트솔라(Wurth Solar)의 10년 생산 경력에 기초한 만츠의 데이터에 따르면, CIGS는 비용과 품질 면에서 결정질 실리콘과 경쟁할 수 있는 유일한 박막 소재로 보인다. 따라서 연구실에서 이미 입증된 잠재성이 대량 생산으로 현실화되기만 한다면, CIGS는 모든 PV 기술 중에서 가장 유망한 기술이 될 수 있을 것이다.
현재 결정질 시장과 경쟁할 수 있는 고효율, 저원가의 CIGS 박막 태양전지의 효율과 제조원가는 어느 정도 수준인가? CIGS는 다결정 실리콘과 유사한 효율성으로 생산 가능하다. 제대로 된 기술을 통해 대용량으로 생산된다면, 이 CIGS는 현재의 결정질 실리콘과도 경쟁이 가능하며, 미래 산업에도 적용될 더 많은 잠재성을 갖고 있다.
만츠는 결정질의 가격하락에도 불구하고 경쟁력 있는 CIGS 박막의 효율향상을 위한 기술개발을 활발하게 전개하고 있는 것 같다. 최근 만츠의 CIGS 박막장비로 14.6%의 효율을 달성한 것으로 들었는데? 그렇다. 최근 만츠 장비로 14.6% 효율의 양산화가 가능한 신제품을 출시했다. 만츠의 CIGS 솔라 모듈 생산기술을 대량생산 라인에서 제조한 결과, 전체 모듈의 에너지 효율은 14.6%, 개구 효율은 15.9%에 달해 박막 태양광 모듈에서 세계 최고의 에너지 효율 기록을 달성한 것이다. 만츠의 CIGSFab에서 CIGS 박막 솔라 패널에 적용함으로써 지역에 따라 다소 차이가 있겠지만, kW/h당 4유로센트(스페인)에서 8유로센트(독일)대의 비용으로 전력을 공급할 수 있게 됐다. 이 비용은 신재생에너지가 화석연료에서 전기를 공급하는 비용과 비슷한 수준에 도달했다는 의미다.
만츠가 그동안 쌓아온 CIGS 박막 태양전지의 효율과 수율을 향상시키기 위한 제조장비 기술현황을 소개한다면? 30MW 규모의 뷔르트솔라의 생산성 데이터와 이 분야에서 전문적인 제조 설비에 대한 만츠의 노하우가 함께 가동되면서 CIGS는 현재 실질적으로 유일하면서도 최고의 솔루션이 되고 있다. CIGS 증착에 대한 일렬 동시 증발 기법에 기초한 이 기술은 현재 최고의 선택이다. 혁신적인 생산 라인과 함께 현재 (생산량 증대 등을 통해) 효율성과 생산성 증대의 가능성이 아주 높은 편이며, 생산시간도 적게 걸린다. 이러한 경험에 기초해 만츠의 고객사들은 가장 낮은 위험으로 가장 단시간에 출시가 가능하며, 만츠의 혁신적인 라인을 통해 업그레이드가 가능해 향후에도 보다 큰 이득을 누릴 것으로 보인다.
한국에도 CIGS 박막 태양전지 시장진입을 시도하고 있는 기업들이 꽤 있다. 이들에게 만츠 박막 제조장비의 장단점을 소개한다면? 한국에서도 몇몇 CIGS 관련 활동이 있지만 노하우 기반은 아직 미약해 충분한 경쟁력을 갖고 빠른 시일 내에 대량생산에 진입하기에는 무리가 있다. 따라서 만츠의 이미 입증된 기술에 의지하는 것이 모든 업체들에게 좋은 시작점이 될 것이다. 내 생각에 이 모든 회사들에게 있어 절호의 기회는 아주 제한적이다. 왜냐하면 결정질 실리콘의 품질 개선과 비용 하락이 현재 진행 중이기 때문이다. 만츠와 함께 한다면 시장에 진출해 경쟁하는 업체들의 위험은 최소화되고, 제품 출시 시간은 최단시간이면 충분하다. 업체들이 자신들의 노하우에만 의존해 힘을 강화하고자 한다면 너무 많은 시간이 걸릴 것이고, 투자 대비 위험이 아주 높아진다.
현재 만츠만이 유일하게 CIGS 턴키 솔루션을 제공하고 있다는 것은 득이 될 수도 있지만 독이 될 수도 있을 것 같다. CIGS 비즈니스 활성화를 위한 좋은 아이디어가 있다면? 내 생각에 만츠의 일괄 거래 제안은 장기적으로 충분한 자체 노하우가 없다면 실질적으로 최고의 선택 기회다. 이 상황은 CIGS 증착에 대한 자체 처리 기술 노하우를 가진 업체들에겐 다르게 느껴질 수 있다. 그러나 대부분의 다른 공정 단계는 만츠그룹에서 생산한 최고 품질의 설비로 얼마든지 달성 가능하다. 그래서 중장기적으로 본다면 일괄 공급 설비보다는 단일 설비에 더 많은 변화가 초래될 것이다. 일반적으로 아시아의 설비 시장은 아직 CIGS 기술의 특별한 요구에 맞게 제자리를 잡지 못했다. 평면 모니터나 PCB 사업의 상황을 그대로 모방하는 단계에 그쳐서는 안 된다. 여기에 근거하면 초기에 너무 많은 비용이 초래되고 설비 개선과 공정 개선을 진행하면서 너무 많은 지연 사태가 발생할 것이다.
불과 몇 년 전만 해도 2~3년 내에 결정질과 박막의 시장 비중이 비슷해질 것으로 전망됐으나, 여전히 결정질이 시장의 대부분을 차지하고 있다. 분명한 장점이 있는데도 전 세계적으로 더 많은 CIGS 모듈이 생산되지 않는 이유는 무엇인가? CIGS의 Deposition은 복잡한 과정이다. 이 코팅공정은 높은 진공상태에서 수행되며, 현재 전 세계에서 몇 개의 기업만이 이 공정을 제대로 수행할 수 있다. 특히 미국에서 CIGS를 시작한 많은 기업들은 몇 달간 이 어려운 과정을 배울 수밖에 없었다. CIGS 모듈의 대량 생산은 수십년의 경험을 필요로 하는 것으로, 기술은 하루아침에 이뤄지는 것이 아니라 오랜 역사의 산물이다. 결정질은 1970년대부터 연구를 시작한 반면, 박막은 2000년부터 본격적인 기술개발이 시작됐다. 하지만 박막은 결정질에 비해 짧은 역사를 가지고 있음에도 불구하고 빠른 속도의 기술개발이 이뤄질 것으로 기대된다.
전 세계적으로 CIGS 박막 태양전지의 양산에 성공한 기업이 몇 안 된다. 박막 기업들이 시장에서 성공하지 못하는 이유가 무엇이라고 생각하나? 지금까지 잘 알려지고 이미 발전된 첨단 소재 중에서 CIGS는 가장 최신 기술이지만, 기존의 결과와 경험을 평가하자면 전문 시장에서 생존할 가능성이 가장 높은 기술이기도 하다. 전기 생산을 위해 가장 저렴하면서도 최고의 솔루션으로 시장에 정착하기 위해서 CIGS 기술은 더욱 성장해야 한다.
단도직입적으로 묻겠다. 언제쯤 박막 시장이 열릴 것 같은가? 내년에도 박막 시장의 움직임은 있겠지만, 활발한 시장 움직임은 3~4년 정도 걸릴 것 같다. 2020년쯤 되면 20% 정도의 시장은 차지할 것으로 본다. 지금으로선 기업들이 리스크가 크기 때문에 좀 더 기다릴 것으로 보인다. 하지만 너무 늦으면 안 되기 때문에 2014년 전에 결정이 날 것이다. 2020년쯤 시장 성숙도에 따라 대규모 투자 결정도 나올 것으로 본다.
결정질의 성공과 실패를 직간접적으로 경험한 PV 기업들이 그동안의 학습효과로 인해 박막 투자에는 소극적인 행보를 보이면서 박막장비의 가격하락을 기다리고 있는 것 같다. 이에 대한 만츠의 제안이 있다면? 모든 시장이 그렇겠지만 투자의 타이밍이 사업의 성패를 좌우한다. 기업들이 기다리는 그때가 오면 장비가격이 하락해도 박막 시장에 들어갈 수 없을 지도 모른다.
최근 PV 업계는 가격하락으로 인한 생존경쟁이 치열해지면서 제조장비의 설치비용 하락에 대한 요구도 조심스럽게 제기되는 것 같다. 이에 대해 어떻게 생각하나? 우리는 지금도 효율을 높이면서 제조단가를 낮추는 방법을 계속 연구 중이다. 당연한 말이겠지만 대용량으로 설치하면 설치비용은 더욱 낮출 수 있다.
30년 이상을 CIGS 박막 기술만을 연구해온 전문가의 시각으로 봤을 때, 앞으로의 CIGS 태양광 시장을 어떻게 전망하고 있나? CIGS는 현재 상황이 좋은 편이고 생산량은 두 배가 되면서 가격은 25% 이상 인하되는 전문적인 학습 곡선에 진입하고 있다. PV 시장의 실질적인 가격 및 과잉생산 상황으로 인해 언제 투자를 해야 할지, 얼마나 빨리 규모를 확대해야 할지 올바른 선택을 하기는 어렵다. 만츠 CIGS 기술이 가장 적은 위험으로 가장 빠른 진입을 약속하는 올바른 선택임을 나는 전적으로 확신한다.
개인적으로 이것만은 꼭 이루고 싶다는 꿈이 있다면? 그 문제에 대해 나는 두 가지의 대답을 해야 한다. 나의 개인적 꿈은 현재와 미래에 우리 가족과 모든 인간의 평화와 복지다. 보다 일반적이고 원대한 꿈은 인류가 충분히 지혜로워져서 생태계의 대재앙을 막을 수 있도록 곧 에너지 변화를 실현할 수 있는 것이다. 우리 모두의 힘을 모아 장벽과 이기주의를 극복하고 현재 우리 모두가 직면하고 있는 문제들을 해결하며 우리 아이들을 위한 더 좋은 미래를 위해 우리에게 주어진 책임을 충실히 이행하도록 합시다.
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