[FETV=박제성 기자] “태양광 제품은 22단계의 과학적 생산검증을 통해 탄생한 에너지 제품이다.”

12일 한화큐셀 진천공장. 이 공장 내부에선 크고 작은 로봇들이 좌우로 바쁘게 움직이며 태양광 셀과 모듈을 생산하는라 분주했다.

진천공장은 축구장 26개를 합친 19만㎡ 부지위에 2개동으로 구성된 최첨단 태양광 셀. 모듈 공장이다. 이 공장에서 제품이 생산된 것은 올해로 6년째다. 한화큐셀 관계자는 "진천공장은 태양광 소재인 웨이퍼를 입고하는 것에서부터 모듈 출하까지 모든 공정이 자동화된 스마트팩토리"라며 "공정에서 발생한 특이사항을 확인하거나 자동화 프로그램을 관리하는 인원 정도만 근무하고 있다"고 설명했다.

이 관계자는 한화큐셀은 진천공장과 별도로 음성공장이 있고, 중국 상하이, 미국 달튼, 말레이시 등 3곳에 해외 공장이 있다고 설명했다. 한화큐셀의 관심사중 하나는 태양광 사업의 글로벌 경쟁력 강화다. 차세대 태양광 전기에너지 효율을 높임과 동시에 원재료 값을 줄여 글로벌 고객사 입맛을 사로 잡겠다는 게 한화의 대중국 차별화 전략이다.

진천공장에서 눈길을 사로잡은 생산관리 기술은 알람소리가 나면 불량 발생 메시지 뜨는 시스템과 반도체 공정에도 활용하는 디지털 전환 카메라를 활용해 실시한 검사 등이 있다. WB표면 실시간 검사는 사전에 학습된 불량 이미지를 통해 사전 불량 셀을 걸러낸다.

이날 기자가 둘러본 생산라인은 오류를 잡아내는 로봇과 자동화 부문이다. 전(全) 공정에 있어 태양광 생산라인은 로봇과 자동화 생산라인이 필수로 자리잡고 있다. 태양광 모듈 제품은 총 22단계의 절차를 거쳐 생산된다. 사람이 하는 것은 컴퓨터를 통한 매뉴얼 설정과 원재료 및 완제품 실어 옮기기가 전부라고 할 정도로 대부분이 기계가 인간을 대신하고 있다. 한화큐셀은 충북 진천공장에서 220만개 정도 셀을 생산한다.

오류점검 생산라인으로 점검을 시작으로 둘러본 태양광 셀 종류는 퍼크(PERC) 셀이다. 퍼크 셀은 퀀텀기술을 적용해 후면에 반사막을 삽입, 반사시켜 에너지 효율을 기존 셀 대비 2~5% 끌어올렸다. 셀 생산라인은 크게 ▲웨이퍼 투입 및 검사 ▲표면 에칭처리 공정 ▲N층 확산 공정 ▲RP막 형성 공정 ▲반사방지막 형성 공정 ▲반사방지막 형성 공정 ▲전극 형성 ▲검사 및 분류 공정 순이다.

표면 에칭처리 공정의 경우 웨이퍼의 표면을 울퉁불퉁하게 만들어 더 많은 에너지를 흡수할 수 있도록 만들어주는 공정 라인이다. 웨이퍼의 겉면은 파란 색깔을 띄었고 금색처럼 라인이 그어졌다. 셀 후면에 반사막을 깔아 셀 안쪽으로 빛을 재반사시켜 태양광 에너지 효율을 높이는 공정으로 퍼크(PERC) 셀의 핵심 공정기술 중 하나다.

한화그룹 박원 프로는 “퍼크 기술은 학회서 불리는 용어로 한화가 세계최고의 기술력을 갖고 있다. 퍼크 기술로 퀀텀 태양광 브랜드에 에너지 효율을 2~5% 높일 수 있다”고 말했다. 이어 셀 표면에서 빛이 반사되어 버리지 않고 흡수되도록 표면에 빛 반사 방지 코팅을 해주는 공정이다. 이렇게 셀이 완성되면 셀에서 생성된 전기의 이동 통로를 만드는 공정을 거친다.

진천공장에선 셀 작업을 마무리하면 모듈 작업 생산라인으로 이어졌다. 12개 셀이 용접한 것처럼 합치는 배열 작업을 버스바를 통해 진행한다. 여기에 EV시트를 깔고, 불필요한 부분을 깎아내 실리콘 등을 입혀 샌드위치 형태로 압착한다. 이어 빛을 투과해 전기가 얼마나 생성됐는 지 여부를 비롯해 모듈에서도 불량이 있는지 자동화 시스템을 통해 검출한다.

최종적으로 누설전류가 있는지 안전하게 저항을 측정한다. 이상이 없을 경우 시중에 출하 할수 있게 된다. 하루 모듈 생산량은 3700장이다. 시중에 출하한 태양광 모듈 판매는 장으로 계산할 거라는 예상과 달리 전력 단위인 와트로 산정한다. 한화큐셀 관계자는 “모듈 판매가는 장수로 계산하는 것이 아니라 전력규모를 나타내는 와트 기준으로 판매가를 산정한다”고 말했다.

현재 한화큐셀은 차세대 태양광인 탑콘에 이어 탠덤 셀, 페로브스카이트 기반 탠덤 셀에 이르기까지 차세대 태양광을 앞세워 중국과의 한판 승부를 벌이고 있다. 한화솔루션 관계자는 “페로브스카이트는 가장 큰 장점은 만 배 이상 얇게 만들면서도 빛 흡수가 잘된다는 장점이 있다”고 말했다. 한화큐셀은 독일 연구진과 공동으로 텐덤 셀 방식의 페로브스카이트와 실리콘을 결합한 에너지 효율이 29.8%로 나타나 역대 최대치로 연구성과를 나타냈다. 또 울산과학기술원(UNIST)과 공동으로 진행한 페로브스카이트 연구에서 25.7%의 에너지 효율을 달성했다.

김기홍 한화솔루션 커뮤니케이션실 전략부분 실장은 "국내 태양광 시장은 작년보다 줄었다. 이와 동시에 중국과 글로벌 경쟁력을 펼치기 위해 차세대 태양광 제품을 내년 출시를 위해 상파일럿 라인(시험생산) 가동중이다”면서 “에너지 효율을 높이기 위해 더 나은 신소재를 이용하는 방안도 항상 염두하고 있다”고 말했다.