[르포]한화솔루션 “발전효율 높인 ‘탑콘’ 셀로 태양광 선두 강화”

[이데일리 박민 기자] 12일 찾은 한화솔루션 태양광 사업부문의 심장 ‘한화큐셀 진천공장’. 충북 진천군 산수산업단지에 자리한 이곳 공장은 연면적만 19만㎡로 축구장 26개와 맞먹을 정도의 거대한 규모를 자랑했다. 압도적 규모에도 공장 내부는 마치 반도체 공장에 와 있는 것처럼 새하얀 엘이디(LED) 조명 아래 클린룸처럼 관리되고 있었다.

한화솔루션의 태양광사업 부문 ‘한화큐셀’ 진천공장 내부 모습. [사진=이데일리 박민 기자]

이곳 진천공장에서는 하루 평균 200~220만장의 태양광 셀이 생산되고 있다. 셀은 태양광을 전기에너지로 전환시켜주는 장치로서 태양광 전지의 기본 단위다. 진천공장의 연간 셀 생산 능력은 4.5GW(기가와트)로서 가정용 전기를 기준해 약 640만명이 1년간 사용할 수 있는 전기 양이다.

또 셀을 여러 개로 결합해 패널형태로 만든 태양광 전지의 완제품인 ‘모듈’도 연간 1.6GW(2021년 기준)를 생산하고 있다. 특히 태양광 전지의 출발선인 웨이퍼(폴리실리콘을 원재료로 얇게 가공한 만든 기판)를 중국으로부터 들여와 입고하는 순간부터 셀 생산, 완제품인 모듈 출하까지 전 공정은 자동화로 이뤄진다.

한화솔루션의 태양광사업 부문 ‘한화큐셀’ 진천공장에서 생산하고 있는 태양광 모듈.[사진=이데일리 박민 기자]

한화큐셀은 이곳 진천공장 이외에도 차량으로 15분 거리에 떨어진 충북 음성군 금왕산업단지 내 ‘음성공장’도 갖추고 있다. 이곳에서는 태양광 모듈만 연간 2.9GW 생산하고 있다. 국내 공장 이외에 미국과 중국, 말레이시아 공장까지 포함하면 한화큐셀의 글로벌 태양광 생산 능력은 12.4GW(2021년 모듈 기준)이다.

한화큐셀은 이곳 진천공장을 글로벌 태양광 시장을 선점하기 위한 전진기지로 삼아 차기 신제품 양산에 나설 계획이다. 이미 지난해 11월부터 태양광 셀 ‘탑콘(TOPCon)’의 상용화를 마치고, 파일럿 라인을 가동하며 시양산을 하고 있다.

이 제품은 현재 세계 태양광 시장의 90% 이상을 차지하는 태양광 셀인 ‘퍼크(PERC)’를 한 단계 업그레이드 한 것이다. 퍼크(PERC)의 발전효율은 22~23%이지만 탑콘 24.4%로 셀에 얇은 산화막을 삽입해 기존보다 발전 효율을 1%p 높였다.

최경덕 한화큐셀 운영팀장은 “태양광 전지는 결국 빛을 얼마나 많이 전기에너지로 환원시키느냐가 핵심”이라며 “셀의 효율이 올라가면 모듈 설치 면적 대비 전력 생산량이 늘면서 작은 면적에서도 많은 전력을 생산할 수 있다”고 말했다.

한화솔루션의 태양광사업 부문 ‘한화큐셀’ 진천공장 전경.(사진=한화솔루션)

앞서 한화솔루션은 올해 5월 총 1800억원을 투자해 한국 진천공장의 셀 생산 능력을 기존 연간 4.5GW에서 5.4GW로 확대하는 계획을 발표한 바 있다. 이 중 1300억원을 탑콘 셀 양산을 위한 라인 전환과 설비 도입에 투입한다. 이를 통해 내년 4월부터 연간 3.9GW의 퍼크 셀과 1.5GW의 탑콘 셀을 생산하게 된다.

한화큐셀은 이번 탑콘 셀을 들고 연간 20~30%의 성장이 예상되는 미국 태양광 시장을 집중 공략할 계획이다. 특히 내년부터 미국에서 태양광과 풍력 등 재생에너지에 세액공제와 인센티브를 제공하는 인플레이션 감축법(IRA)이 시행될 예정이어서 시장 전망도 밝다. 한화큐셀 관계자는 “미국 시장 확대에 따라 진천공장의 태양광 수출액은 올해 약 1조7000억원에서 내년에는 2조원을 훌쩍 넘어설 것으로 기대한다”고 말했다.

한화큐셀은 향후 차세대 태양광 전지로 꼽는 ‘탠덤(Tandem)’ 셀 개발에도 속도를 내 시장 석권에 나서겠다는 계획이다. 이 제품은 태양광 빛을 최대한 손실 없이 흡수할 수 있도록 한 것으로 이론상 발전 효율은 44%에 달한다. 현재 범용제품인 퍼크(PERC)와 차기제품 탑콘(TOPCon)의 발전효율 22~24%보다 두 배 가까이 높다.

서세영 한화큐셀 셀개발팀장은 “탠덤(Tandem) 셀은 2026년 6월 양산을 목표로 연구개발(R&D)를 진행하고 있다”며 “기존 퍼크와 탑콘처럼 실리콘 기반이 아닌 ‘페로브스카이트’라는 광물을 기반으로 제조하는 것으로 기존 범용 셀의 발전 효율 한계를 뛰어넘어 시장의 게임체인저가 될 것”이라고 말했다.