안녕하세요. 코엔입니다.
오늘은 태양광 산업계의 몇 가지 뉴스를 살펴보고자 합니다.
앞으로, 정기적으로 뉴스를 업데이트 할 예정입니다.
많은 관심바랍니다.
1. IRA 효과로 태양광이 배터리보다 커, 중국이 장악한 ‘태양광 시장’을 뒤흔들까?
미국 인플레이션감축법(IRA)의 진정한 수혜자는 한국 태양광 업계라는 분석이 나왔습니다. 산업계는 미국 정책의 혜택을 입은 한국 태양광 기업들이 세계 태양광 시장에서 ‘중국 지배력’을 뒤흔들지 주목하고 있습니다. 9일 KB증권 보고서에 따르면 IRA의 긍정적 효과는 배터리보다 태양광에서 더 높습니다. 절대적 혜택 규모로 따지면 배터리 업계가 더 많습니다. LG에너지솔루션의 예상 세액공제 수령액은 41조4650억(미래가치 기준)으로 한화솔루션(7조7530억)보다 큽니다. 하지만 기업 규모를 고려해 혜택의 상대적 크기를 계산하면 얘기가 달라집다. 한화솔루션의 시가총액 대비 예상 세액공제액 비중은 97.4%로 LG에너지솔루션(32.9%)을 훌쩍 뛰어넘습니다. 이유는 두 가지입니다. 우선 태양광 기업은 세제혜택을 받았다는 이유로 제품 가격을 낮추라는 요구를 배터리 기업보다 적게 받습니다. 미국 태양광 산업은 약 66%를 수입에 의존하고 있습니다. 태양광 제품 판매가격을 수입 가격에 연동하는 구조입니다. 한화솔루션에서 주력하는 가정용 태양광 제품의 주력 소비자는 개인인 반면 배터리 기업의 주요 고객은 완성차 업체입니다.
또한 한국 태양광 기업들은 세액공제 혜택을 다른 기업과 나누지 않아도 됩니다. 미국에 생산설비를 투자한 한화솔루션과 OCI 모두 단독으로 공장을 건설했습니다. 각각 7.8조원, 0.7조원에 이르는 세액공제 혜택을 그대로 가져갈 수 있습니다. 반면 배터리 기업들은 주로 합작 형태로 북미 지역에 투자했습니다. K-배터리 3사(LG에너지솔루션, SK온, 삼성SDI)는 제너럴모터스(GM), 혼다, 스텔란티스, 포드, 현대자동차 등과 손을 잡고 있습니다. 세계 태양광 시장에서 중국 업체들은 공급의 80% 이상을 차지하고 있습니다. 미국 유럽 등에서 에너지 안보에 관심을 기울이면서 ‘비(非)중국산’ 수요는 확대할 전망입니다. 한국 태양광 기업이 폴리실리콘, 웨이퍼, 모듈, 셀에 이르는 공급망을 북미 지역에서 완성한다면 사업 가치는 더 높아질 가능성이 큽다.
2. 태양광 자동차까지…HD현대에너지솔루션 신기술 공개
HD현대에너지솔루션이 2023 국제그린에너지엑스포 참가를 통해 현대 모빌리티 솔라와 제로에너지 건축물을 위한 태양광 애플리케이션을 공개한다고 밝혔습니다. HD현대에너지솔루션은 최근 사명을 변경하고, 다양한 태양광 사업을 위한 솔루션과 서비스를 강화하겠다는 계획을 밝히고 있습니다. 현대 모빌리티 솔라는 고효율 HJT 태양전지를 사용한 솔라루프와 솔라후드로 전기차의 주행거리를 증가시키며 탄소 배출량을 줄이는 전기차 솔루션으로 주목받고 있습니다. 또한 제로에너지 건축물을 위한 투명 태양전지 기술과 BIPV용 롤러블 태양광 모듈도 공개될 예정입니다. 더불어, 국내 최고 출력 600W의 수상 전용 태양광 모듈 '아쿠아맥스'와 645W, 23.4% 초고효율의 듀얼맥스 HJT 시리즈도 선보일 예정입니다.
3. 한국재료연구원, 발전효율 크게 높인 태양전지 세계 최초 개발
한국재료연구원(KIMS) 나노표면재료연구본부 권정대 박사연구팀이 부산대 송풍근 교수, 한국항공대 신명훈 교수 연구팀과 함께, 레이저를 이용한 전사공정으로 빛을 산란시키는 구조체가 융합된 유연기판을 세계최초로 개발했습니다. 높은 양면 발전성을 가진 유연기판 투명 박막 태양전지를 구현하는데 성공하면서 태양전지 시장을 낮은 비용으로 효과적으로 대체할 수 있을 것으로 기대됩니다.
투명 박막 태양전지의 광흡수층은 300나노미터(㎚) 이하의 극도로 얇은 두께를 갖기 때문에, 발생하는 전류량을 증가시키기 위해 광산란 구조를 도입한다. 지금까지의 연구는 주로 태양전지에 적용되는 투명 산화물 반도체의 에칭공정과 포토리소그래피공정을 이용해 광산란 구조를 만들어 발생시켜왔습니다. 하지만 이러한 공정은 제조공정이 복잡하거나 결함을 발생시킬 가능성이 커 유연기판에 적용하기 어려운 한계가 있었습니다.
연구팀은 광산란 구조를 가진 산화아연 박막 위에 레이저 흡수층을 증착한 후, 그 위에 광산란 구조체와 똑같은 형상을 가진 약 20마이크로미터(㎛) 두께의 광산란 구조 융합형 유연기판을 제조해, 레이저를 이용한 전사 공법을 개발해 기존 공정의 한계를 극복했습니다. 이때 형성된 20마이크로미터 두께의 유연기판은 51.9%의 광 산란도를 보였으며, 반대면에 형성된 실리콘 박막 태양전지는 광산란이 없는 유연기판 태양전지에 비해 효율이 9.7%만큼 개선됐습니다. 해당 공정은 작게는 5×5㎝에서부터 크게는 14×14㎝ 크기의 태양전지 기판 형성이 가능해, 구조체로 인해 야기되는 결함을 최소화해 기존 태양전지 공정에 적합한 특성을 가집니다.
이 기술은 레이저를 이용해 유연기판의 투과도를 감소시키지 않고도 효과적으로 광산란을 발생하는 구조체를 전사, 융합해 태양전지의 발전 효율을 높이는 기술입니다. 특히, 태양전지 소자는 광산란 구조체의 반대쪽 면에 성장해 구조체로 인한 결함이 발생하지 않고 재료 본연의 특성으로 인한 결함 최소화가 가능해, 다양한 박막 태양전지용 흡수체에 적용하고, BIPV용 유연기판 투명 박막 태양전지의 고효율화 척도가 될 것으로 기대된다. 또, 후면 입사광의 손실을 최소화하는 창층설계로 반사광을 감소시켜 높은 수준의 양면 발전성까지 확보했습니다.
유연기판 투명 박막 태양전지 기술은 기존의 건물에 추가적인 자재설계 없이, 건물을 구성하는 모든 요소에 부착과 발전이 가능합니다. 기존 대비 상대적으로 높은 효율을 갖는 유리·금속 기판에 형성된 태양전지 시장을 낮은 비용으로 효과적으로 대체할 수 있을 것으로 기대됩니다. 영농형 태양광 발전 등 좀 더 다양한 분야로 적용도 가능할 것으로 예상됩니다.
연구팀은 본 연구를 바탕으로 유연기판을 이용한 BIPV의 효율적 측면 외에 심미적 측면을 고려한 분야에서도 활발하게 연구를 수행 중입니다.
