차세대 에너지원으로 각광받고 있는 태양광 발전에서 가장 중요한 것은 에너지 변환효율을 향상시키는 기술이다.

태양의 빛에너지를 전기로 변환시키는 발전 방식인 태양광 발전의 핵심은 태양전지다.

으뜸기술상 우수상(한국경제신문사장상)을 수상한 이해석 신성홀딩스 기술연구소장(상무)은 레이저 도핑기술 개발을 주도해 태양전지의 생산가격을 낮추고 변환효율을 높이는 데 기여했다.

신성홀딩스는 기존 태양전지 생산라인에 레이저 공정을 추가해 레이저 도핑 기술을 개발했다. 이를 이용해 신성홀딩스가 생산한 상업용 결정질 실리콘 태양전지의 변환효율은 18.2%로 나타났다. 일반 태양전지의 변환효율인 15~16%보다 앞서는 수준이다.

태양전지의 효율을 높이기 위해서는 태양광 모듈을 만들 때 실리콘 기판 위에 금속전극을 붙여야 한다. 이 과정에서 접촉 저항을 줄여야 한다. 신성홀딩스는 금속전극의 접촉 부분에는 고농도 도핑을 하고 다른 부분에는 도핑을 얇게 하는 '선택적 에미터' 구조를 만들어 저항을 줄였다.

기존엔 선택적 에미터 구조를 만들기 위해 복잡한 방법을 사용했다. 이에 비해 신성홀딩스의 레이저 도핑 기술은 레이저를 이용해 도핑 물질을 전극 부분에서만 열처리해주는 방식이다.

레이저 도핑 기술은 기존의 복잡한 방법을 간소화해서 공정에 소요되는 비용이 줄어든 데다 에너지 변환효율을 높일 수 있는 일석이조의 기술이라는 평가를 받고 있다.

으뜸기술상 수상자인 이해석 소장은 첨단기술을 개발하기 위해 국제협력을 주도했다. 결정질 실리콘 태양전지 분야에서 세계 최고 효율을 기록한 원천특허를 갖고 있는 호주의 뉴사우스웨일스대학(UNSW)과 레이저 도핑 및 전극 형성 기술에 대한 공동 연구를 수행했다.

이를 통해 태양전지 생산을 위한 핵심 기술인 레이저 도핑 기술을 개발했으며 이를 활용한 태양전지를 2008년부터 생산,상업화에 성공했다. 국내에서 레이저 도핑 기술을 확보한 기업은 신성홀딩스가 유일하다.

신성홀딩스가 생산한 결정질 실리콘 태양전지는 상대적으로 에너지 효율이 높고 가격이 저렴해서 상업적으로도 인정받았다.

지난해 신성홀딩스의 태양전지 매출은 563억원으로 국내 시장 점유율 34%를 기록했다. 수출도 43억원을 올려 해외 시장 판로도 개척했다. 지난 3월 현재 840억원의 수출물량을 이미 수주해놓는 등 수출 주문이 계속해서 늘고 있는 상황이다.

신성홀딩스는 이에 그치지 않고 지속적으로 연구개발(R&D)에 투자할 방침이다. 신성홀딩스는 자체 R&D를 통해 2011년까지 단결정 태양전지의 변환효율을 20%까지 끌어올리겠다는 계획이다. 이를 달성하게 되면 매출 1조8000억원의 효과가 기대된다.

2008년부터 태양전지 모듈을 생산하기 시작한 신성홀딩스는 지난해 100㎿급 생산라인을 구축했다. 2012년까지 600㎿,2015년까지 총 1GW급 설비를 확충할 방침이다.

서기열 기자 philos@hankyung.com