동진쎄미켐, 3세대 태양전지모튝 개발중

실리콘 원재료 부족으로 인한 생산율 저하 및 가격 상승으로 인해 적자 사업으로 변해버린 태양광 선두업체 샤프의 실적부진은 비단 샤프 뿐 만이 아니라 현재 태양광 전체 산업의 가장 큰 문제로 대두 되고 있다.

현재 태양광 산업은 시장논리에 의한 민간주도형 산업이 아닌 정부주도형 산업으로 정부 보조금에 의해 가격경쟁력을 유지하고 있다.

시장 전문가들은 "가격이 지금보다 올라간다면 수요 확대가 어렵기 때문에, 태양전지 생산 기업들의 원가절감에 대한 부담은 더욱 커질 것으로 보이며 이러한 원재료 부족문제는 급격한 태양광 산업의 성장으로 인한 실리콘 사용량 증가로 2010년까지도 해소되지 못할 것이다"고 지적하고 있다.

이에 따라 많은 기업들의 관심이 실리콘 공급에 의존하지 않는 태양전지를 개발함으로써 근본적인 해결책 마련에 집중되고 있으며 이로 인해 최근에는 실리콘 원재료 수급여부에 제한이 없는 2세대 태양전지인 박막 실리콘, CIS계, CdTe등과 3세대 태양전지인 저가 염료감응태양전지가 새로운 차세대 태양전지 기술로써 많은 연구 및 실제 시장진입을 이루고 있다.

동진쎄미켐은 기존 결정질 실리콘 태양전지와 비교시 원재료에 대한 자원제한이 없으며 생산단가 1/2~1/5 정도로 가격경쟁력을 갖춘 3세대 태양전지인 염료감응 태양전지 모듈을 2009년 하반기 연 5MW급 양산을 목표로 2004년부터 개발하고 있다.

염료감응태양전지는 향후 발전단가를 기타 태양전지 기술과 경쟁하는 것이 아닌 기존의 석유나 석탄으로 생산하는 발전단가와 경쟁할 수 있는 차세대 태양전지이며 얇고, 가벼우며, 구부릴 수 있고 투명한 풀칼라 태양전지를 만들 수 있다는 장점이 있다.

이러한 장점을 바탕으로 2007년 영국 기업인 G24i사에서 최초로 염료감응태양 전지를 양산했으며 올해 태양전지 모듈 최대 생산국인 일본 몇몇 업체들 역시 더욱 발전된 염료감응태양전지 모듈 양산을 준비 중에 있다(일본 소니, 마쯔시다 전기 2008년 양산)

염료감응태양전지는 기존의 무기물 재료인 고가의 실리콘 원재료를 사용하는 태양전지와는 달리 유기금속 또는 유기물인 염료와 나노결정 산화물, 투명전도성 기판, 전해질 등을 사용한 부품소재(모듈 생산 단가의 60% 이상) 중심의 새로운 나노 유무기 융합 태양전지이며 구조는 디스플레이와 비슷하여 사용되는 재료와 공정에 있어서 많은 유사점이 있다.

즉 디스플레이 및 반도체용 전자재료에 강점을 가지고 있는 동진쎄미켐의 기존 기술경쟁력을 접목하여 시너지 효과를 극대화 할 수 있는 태양광 기술인 것이다.

이에 따라 동진쎄미켐은 2004년 염료감응태양전지의 핵심재료인 염료를 개발하기 시작했고 현재 세계최고 수준의 다양한 염료들을 개발 완료한 상태이며 이러한 결과들은 염료감응태양전지 원천특허론자인 스위스 연방공대 그라첼 교수 연구실에서 인증을 받았다.

이를 바탕으로 전해질, 나노결정 광전극 재료, 봉지재, 전극재료 등의 핵심 재료에 대한 자체 또는 외부 협력업체와의 공동개발을 통해 개발하고 있다.

장비업체와는 염료감응태양전지 모듈 생산용 자동화 양산장비 개발에 대한 단계별 장기 공동개발에 합의하여 현재 연구용 장비에 대한 투자는 완료된 상태이며 향후 디스플레이 기술이 접목된 새로운 개념의 염료감응태양전지 양산 장비를 개발할 예정이다.

또한 산업의 전방업체인 시스템 업체와도 협력관계를 유지하고 있어 실제 모듈 개발 완료 시 시장에 즉각 적용할 수 있는 사전 기반 기술 역시 준비 중이다.

즉 동진쎄미켐은 염료감응태양전지 개발 초기부터 모듈 개발에 대한 모든 필요 기술들에 대해 협력 업체들과의 전략적 제휴 또는 자체개발을 통한 균형적인 기술성장을 이룸으로써 해외 경쟁업체와의 차별성 및 독창적인 기술 경쟁력을 갖출 계획이며 이를 바탕으로 태양전지 모듈 국산화 100%를 목표로 연구 개발 중이다.

동진쎄미켐의 현재 소형 단위셀 기술력은 세계 최고효율 대비 95% 수준이며 중형셀 기술은 염료감응태양전지 선두 기업인 Sharp와 비슷한 수준의 성능을 나타내고 있으며 현재는 대형 모듈을 개발 중에 있다.

또한 해외 기업 및 연구소, 학교 등과 긴밀한 협력 체계를 유지하고 있으며 일 예로 2007년 9월 동진 연구원들이 염료감응태양전지 원천특허론자이자 현재 소형셀 세계최고효율을 발표한 스위스 연방공대 그라첼 교수 연구실에 장기 교육을 이수하였고 호주, 일본, 스위스 업체와의 기초기술 공동개발을 하는 등 해외 협력 역시 활발히 추진하고 있다.

동진쎄미켐은 염료감응태양전지 기술개발에 대한 국내외 특허출원을 2007년에만 11건을 하는 등 독창적인 기술력의 보호를 위해 지적재산권 확보에 최선을 다하고 있다.

이러한 기술력을 바탕으로 동진쎄미켐은 2009년에 염료감응태양전지 시장에 국내 최초로 진입할 예정이며 국내의 우수한 디스플레이 재료 및 공정 기술, 장비 기술을 바탕으로 하여 전세계 태양광 시장에서 선도적인 업체로 성장하는 것을 목표로 기초기술, 핵심원천기술, 응용기술, 독창적인 양산기술을 개발하고 있다.