중국 태양 에너지 主流로 부상하는 ‘비결정성 실리콘 박막’ 태양광 발전

KISTI 『글로벌동향브리핑』 2010-01-11

다양한 재생 에너지 중에서 태양 에너지는 지리(地理) 및 기후 요소 영향을 적게 받는 재생 에너지에 속한다. 태양 에너지 중에서 ‘비(非)결정성 실리콘 박막(film)’ 기술은 ‘다(多)결정성 실리콘(polycrystalline silicon)’ 기술에 비해 더욱 환경 친화적이어서 주목을 받고 있다. 중국에서 개발한 태양광 발전 설비는 주로 ‘다결정성 실리콘’을 사용하였는데 지난 2009년 8월 중국 ‘국무원(國務院)’ 원자보우(溫家寶) 총리가 ‘다결정성 실리콘’ 생산을 줄이라는 긴급 지령(指令)을 내리면서 2009년 9월 중국 ‘국무원’은 ‘다결정성 실리콘’을 이용한 태양광 발전 및 풍력 발전 장비 생산 과잉 상황을 전국에 통보하고 ‘다결정성 실리콘’을 이용한 태양광 발전 및 풍력 발전 장비 생산을 줄이는 산업 정책을 실행하였다. 이런 상황에서 ‘비결정성 실리콘 박막 기술’은 중국 재생 에너지의 주류(主流)로 부상하고 있다. ‘다결정성 실리콘’은 제련 과정에서 1,100도 고온이 필요하여 에너지 소모가 크며 생산 원가가 높다. 그 외, ‘다결정성 실리콘’은 생산 과정에서 10종의 독성 물질을 배출한다. 관련 통계에 따르면, 지난 2008년도에 중국은 3,000만 톤 석탄을 사용하여 ‘다결정성 실리콘’을 제련하였으며 이로 인해 이산화 탄소 등 공기 오염 물질을 대량 배출하였다. 중국은 세계 태양광 발전에 필요한 부품의 39%를 생산하고 있으며 생산된 99%의 제품은 해외에 수출하고 있는 상황이다. 중국은 태양광 발전 면에서 환경 오염 배출을 대가로 하는 상황을 개선하기 위해 ‘다결정성 실리콘’을 이용한 태양광 발전을 감소시키고 ‘비결정성 실리콘’을 이용한 태양광 발전을 중점 육성하는 새로운 산업 정책을 취하였다. 원가를 감소시키고 환경을 보호하기 위해 ‘비결정성 실리콘 박막 기술’ 수요는 현재 중국에서 대폭 증가되고 있는 상황이다. 중국 내 ‘비결정성 실리콘 박막 기술’ 개발 분야 핵심 업체인 ‘?陽 태양 에너지 기술 주식 유한 회사’는 최근 ‘비결정성 실리콘/비결정성 Ge 쌍결(雙結) 박막 태양광 발전’ 부품을 대량 생산할 수 있는 새로운 생산 라인을 구축하였다고 한다. 중국 ‘국가 공업 및 정보화(信息化)부’ 산하 ‘화학 물리 전원(電源) 제품 품질 감독 검험(檢驗) 센터’ 및 ‘TUV SUD 측정 테스트’ 결과, 전기 전환 비율이 9.7~9.8%에 도달하고 부품 쇠퇴 후의 전환 비율은 8% 수준에 도달하여 과거의 6.5~7.0%보다 높은 수준에 도달한 것으로 나타났다고 한다. ‘비결정성 실리콘 박막 기술’은 일종 효율적인 에너지 절약 기술에 속하며 다음과 같은 강점을 소유하고 있다. 우선, 전기 전환 효율 면에서 ‘비결정성 실리콘 박막’은 다양한 화학 특성을 가진 물질을 다양한 층에 침전시켜 전기 전환 효율을 6% 수준에서 12% 수준으로 향상시키며 이론상으로는 최고 17.8% 수준까지 도달시킬 수 있다. 다음, ‘비결정성 실리콘 박막’은 더욱 긴 ‘태양광 파장(波長)’을 흡수하여 흐린 날씨 혹은 미약한 태양빛 상황에서 효율적인 운행을 실행할 수 있어 실제 환경에서 ‘다결정성 실리콘’에 비해 전기 전환 효율을 10% 이상 향상시킬 수 있다. 셋째, ‘비결정성 실리콘 박막’의 생산 원가는 ‘다결정성 실리콘’의 1/3 정도밖에 되지 않는다. ‘비결정성 실리콘 박막’은 ‘기체 침전’을 플라즈마로 전환하여 유리기판에 부착시키면 사용할 수 있으며 생산 과정은 200도 저온에서 실행되기 때문에 전기 에너지 소모가 적고 오염이 없어 저 원가, 대면적 연속 생산을 실현할 수 있다. 출처 : http://www.newenergy.org.cn/html/0101/171031081.html