울산시 남구 석유화학산업단지 인근에 위치한 한화석유화학 울산 2공장 부지에 들어서자 지난 7월 완공해 시험가동에 들어간 태양전지셀 공장이 모습을 드러냈다.

지난해 9월 착공한 이 공장은 올해 상반기 미국의 태양전지 장비 전문업체인 스파이어(Spire)사로부터 기술과 장비 등을 일괄 도입한 후 지난 7월부터 시운전을 진행해 왔다.

이번에 시험가동을 성공적으로 마무리 지은 한화석유화학의 태양전지 공장은 결정질 실리콘 방식의 태양전지를 연간 30메가와트(MW) 생산할 수 있는 규모를 갖췄다.

30MW는 1만 가구가 1년 동안 사용할 수 있는 전기량에 해당된다는 것이 한화석유화학 관계자의 설명이다.  

사진: 태양전지셀 생산공장 내부

이날 방문한 곳은 셀공장의 클린룸이었다. 지난 1월 착공한 클린룸은 길이가 60미터, 폭이 16미터의 규모를 갖추고 있다.

지난 5월에 클린룸을 완공해 7월에 라인 설치를 완료하고 시운전을 개시했다. 내년 1월부터 본격적인 상업생산에 돌입한다.

이 공장에서는 156밀리미터(mm) 크기의 결정질 실리콘 태양전지셀을 연간 840만장 생산한다. 

사진: 태양전지 제조공정

클린룸에서 진행되는 태양전지 제조공정은 총 8단계로 진행된다. 이러한 제조공정은 태양전지 셀의 원료인 웨이퍼를 셀 형태로 전환하는 과정이다.

공정의 첫단계는 웨이퍼 표면을 굴곡처리해 햇빛의 반사를 줄여주는 식각 작업을 진행한다.

두번째 단계에서는 PN접합을 형성하기 위해 고온에서 인을 확산시키는 '인 확산' 작업을 진행한다.

세번째 단계는 인 확산 공정시에 생신 산화막을 제거하고 측면으로 전자가 빠져나가지 못하도록 모서리를 분리하는 '표면제거 및 모서리 분리' 작업을 진행한다.

다음 단계에서는 실리콘 질화막을 증착해 햇빛의 반사를 줄여주는 '반사방지막 코팅' 작업을 한다.

또한 이 과정에서 전면과 후면이 구분된다. 후면 전극에는 은과 알루미늄이 입혀지며 전면에는 은이 덮힌다.

이같은 과정의 핵심은 생성된 전자를 이동시키는 역할의 '후면전극' 공정이 들어가면 P층의 전자가 뒷면으로 빠져나가지 못하게 하는 '후면 알미늄' 처리를 하고 생성된 전자를 이동시키는 '전면전극' 공정을 진행한다.

마지막으로 금속 전극과 반도체 실리콘이 잘 결합하도록 하는 '전극 열처리'를 진행하면서 작업을 마무리한다.

한화석유화학은 이같은 8단계의 공정을 거쳐 완성된 태양전지셀 사업으로 내년에만 350억원의 매출을 올린다는 계획이다.

회사 관계자는 "이를 위해 현재 국내외 모듈업체에서 성능평가 및 인증을 진행 중이며, 인증완료 예상시점인 2010년부터 판매를 위한 협상도 진행하고 있다"고 말했다.

아주경제= 이미경 기자 esit917@ajnews.co.kr
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