한국생산기술연구원(원장 김기협) 신소재 공정팀 문병문 박사팀이 '태양전지용 다결정 실리콘웨이퍼' 소재를 대량 보급할 수 있는 새로운 공정기술 개발에 성공, 실용화를 눈앞에 두고 있다.

실리콘 웨이퍼(Silicon Wafer)는 반도체 소자에 광범위하게 사용되는 재료로, 고온에 강하고 독성이 없어 환경적으로도 매우 우수한 소재다.

반도체 강국인 우리나라는 셀 공정 등에 강하지만 소재 및 생산장비 제조기술이 취약해 그 동안 국제경쟁력확보에 어려움을 겪어 왔다.

특히 SG(Solar Grade)급 실리콘 웨이퍼 소재는 태양전지(Solar Cell) 제조원가의 70%를 차지할 만큼 중요한 소재로 그동안 전량 수입에 의존해 우리 기업들은 선진국보다 35%나 비싼 소재비용을 지불해온 실정이다. 따라서 SANYO, KYOCERA 등 경쟁 기업들의 공격적 진출에 밀려 태양광 관련 부품·소재기업들이 줄 도산할 위기에 처해 있는 실정이다.

문병문 박사팀은 지난 2002년부터 3년간 전자기 이론을 응용한 CCCC(Cold Crucible Continuous Casting)기술 개발에 매달려 기존 제조기술 보다 생산성이 5배 높은 반면 원가는 50% 절감할 수 있는 신공정기술을 개발에 성공했다.

이같은 결과는 세계적으로 유일하게 일본만이 파일롯(Pilot) 생산단계에 도달해 있으며, 응용기술을 보유한 나라는 프랑스에 이어 우리나라가 세 번째다.

이에 따라 양산을 위한 연구만 차질 없이 진행된다면 한국은 세계 태양전지 시장의 50% 가량을 장악하고 있는 일본을 맹추격하는 것은 물론, 현재 메모리 반도체 시장과 동일한 규모로까지 커진 태양광산업의 세계적인 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 보인다.

문병문 박사팀은 CCCC법의 국내 특허를 획득한 데 이어 현재 미국 특허를 출원중이며, 향후 실용화에 성공할 경우, '90년대 중반 이후 매년 30%를 웃도는 고속성장을 계속해 온 이 시장에서 일본을 누르고 세계 시장을 석권하는 것도 가능하다고 보고 있다.

태양전지는 반도체의 성질을 이용해 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치. 환경문제에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있는 가운데 오는 2010년께에는 세계시장 규모가 25억 달러를 웃돌 것으로 전망되고 있는 차세대 에너지원이다.

생기원은 SG급 실리콘 웨이퍼 신공정기술 개발을 계기로 태양광 부품·소재산업 개발에 집중한다는 계획이다. 또 향후 관련시장 발전을 지속적으로 견인해 나간다면 오는 2012년경에는 연간 30억불의 매출과 1만여명의 고용창출 효과를 가져올 수 있을 것으로 전망하고 있다.