[르포] 한화큐셀 진천공장, 로봇 활용 全공정 자동화···국산 태양광 모듈 생산의 핵심기지

부쩍 공기가 차가워진 지난 12일 충북 진천군 이월면에 있는 한화솔루션 큐셀부문(한화큐셀) 진천공장을 찾았다. 축구장 26개와 맞먹는 면적인 19만㎡ 규모로 구축된 진천공장은 2016년과 2018년 각각 완공한 1·2공장으로 이뤄져 있다.

진천공장과 인근에 있는 음성공장에서 1년 동안 생산할 수 있는 태양광 셀과 모듈은 각각 4.5GW(기가와트)에 달한다. 이는 620만명이 가정용으로 사용할 수 있는 규모다. 대규모 공장인 만큼 회사에 기여하는 바도 적지 않다. 지난해 진천·음성공장에서 나온 매출만 1조2000억원 규모다.

한화큐셀 관계자들로부터 미래 태양광 기술 로드맵과 진천공장 현황에 대해 간략한 설명을 들은 뒤 2동에 있는 태양광 셀 생산라인으로 들어섰다. 이 생산라인에서는 퍼크(PERC) 셀이 만들어지고 있다. 태양광 셀의 한 종류인 퍼크 셀은 현재 시장의 90%를 차지하고 있을 정도로 대중적이다. 진천공장은 현재 차세대 셀인 톱콘(TOPCon) 셀의 시양산도 진행하고 있다.

오염을 막기 위해 방진복 상의, 헤어캡, 덧신을 착용한 뒤 생산라인에 입장했다. 첫 느낌은 “규모가 상당히 크다”는 것이었다. 장비 하나하나의 규모가 생각보다 크고 제조 공정이 셀 7개, 모듈 8개로 분류되다 보니 장비의 종류도 많았다. 한화큐셀 관계자는 “셀 생산라인만 길이가 300m에 달한다”며 “웨이퍼 입고부터 모듈 출하까지 모든 공정에 자동화가 이뤄져 근무하는 사람은 보기 어렵다”고 설명했다.

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장비 내부에서는 로봇 팔이 분주하게 웨이퍼를 옮기고 있었고 자동무인운반차(AGV), 자동화물류반송시스템(AMHS) 등 각종 반송로봇들이 분주하게 움직였다. AGV는 바닥의 노란색 선을 따라 움직였는데, 진로가 사람들에 의해 막히자 위험을 감지한 듯 저절로 멈춰서기도 했다.

셀 생산을 위해 투입되는 회색 웨이퍼는 성인 남성이 손바닥과 손가락을 최대한 편 것과 비슷한 크기의 사각형이었다. 반도체 공정에 투입되는 초록색 원형 웨이퍼와는 모양새가 다르다는 점에서 관심이 갔다.

웨이퍼는 생산라인에서 △웨이퍼 투입·검사 △표면 에칭처리 △N층 확산 △RP막 형성 △반사방지막 형성 △전극 형성 △검사·분류 등 7가지 공정을 거친 뒤 푸른빛을 내는 태양광 셀로 탄생한다고 한다. 셀 생산라인을 둘러보는 데만 20분가량 소요됐다. 한화큐셀 관계자는 “모듈 생산라인도 규모가 비슷하다”며 발걸음을 재촉했다.

흔히 ‘패널’로도 불리는 모듈은 여러 장의 셀을 판에 붙여 만든 제품이다. 셀 자체로는 매우 약해 파손되기 쉬우므로 여러 장의 셀을 붙이고 충격을 버틸 수 있도록 유리, 백시트 등 여러 자재를 결합한다.

12개의 셀을 직렬로 연결해 모듈을 만들다 보니 모듈 생산라인에 있는 장비들은 셀 생산라인에 있는 장비보다 크기가 훨씬 컸다. 길이가 긴 모듈이 장비 안에서 움직이고 장비 밖으로 나와 품질검사를 받는 모습에 눈길이 갔다. 또 공장 내 물류 이동, 작업환경 제어, 불량관리 현황 등을 실시간으로 확인할 수 있도록 곳곳에 설치된 모니터도 눈에 띄었다.

한화큐셀 관계자는 “진천공장에서 볼 수 있는 한화솔루션의 퍼크 셀 제조기술은 독보적인 경쟁력을 유지하고 있다”며 “셀을 반으로 잘라 출력을 높이는 하프셀 기술을 적용하고 제로갭 기술을 활용해 셀 사이 간격을 제거, 같은 면적의 모듈이 더 많은 전력을 생산할 수 있다”고 설명했다.

한화큐셀은 이와 같은 기술경쟁력을 바탕으로 미국을 비롯한 세계 주요 태양광 시장 지배력을 강화해나간다는 전략이다. 이에 더해 내년 톱콘 셀 상업 양산, 2026년 차세대 기술 기반 ‘탠덤 셀’ 양산 등을 통해 태양광 모듈 시장점유율 1위를 공고히 할 것으로 보인다.

 

충북 진천군 한화큐셀 진천공장에서 직원이 태양광 모듈의 품질을 검사하고 있다. [사진=한화큐셀]