이 기사는 2022년 10월 13일 13:00 thebell 에 표출된 기사입니다.

한화솔루션 큐셀부문(한화큐셀)이 미국 태양광시장 공략을 위한 '비장의 무기'를 꺼내든다. 내년 상반기 충북 진천공장에서 '탑콘(TOPCon)셀' 양산을 본격화할 예정이다. 기존 대비 발전효율을 1%포인트(p) 가량 높인 제품이다. 라인 전환 등을 통해 탑콘셀과 퍼크셀 동시 생산에 나설 준비가 한창이다.

미 인플레이션 감축법(IRA) 시행에 따른 수혜를 극대화하기 위한 조치다. IRA에 따르면 미국 내 태양광 제조시설을 보유한 기업은 세액공제 혜택을 받게 된다. 한화큐셀은 현재 미국 조지아주에 태양광 모듈공장을 운영하고 있다. 내년 상반기 완공을 목표로 추가 건설도 진행 중이다.

◇내년 상반기 탑콘셀 양산, 경쟁사 대비 효율·제조원가 '우위'

한화큐셀은 12일 충북 진천공장에서 미디어 설명회를 개최하고 내년 4월 본격적으로 탑콘셀 상업생산에 들어간다고 밝혔다. 현재는 시제품 생산 중으로 남은 6개월 동안 최대한 효율을 끌어올리겠단 각오다. 계획대로 진행되면 작년 11월 300MW 용량의 파일럿 라인을 돌리기 시작한 지 1년 반에 정식 제품을 양산하게 된다.

이날 한화큐셀은 태양광 셀(퍼크)·모듈 생산라인을 공개했다. 웨이퍼 입고부터 모듈 출하까지 전공정 자동화가 이뤄진 '스마트팩토리'다. 매일 200만장의 웨이퍼가 십여 단계의 공정을 거쳐 모듈로 거듭난다. 셀에 식별마크를 새겨 각종 데이터를 관리하고 불량률을 낮추는 모습에서 세계 최고 수준의 품질을 유지하겠다는 욕심과 자신감이 묻어났다.


현재 글로벌 태양광시장은 퍼크셀이 90% 이상을 차지하고 있다. 한화큐셀도 기존 퍼크 기술에 하프셀 기술을 적용해 출력을 높인 제품을 생산한다. 후면에 반사판을 넣어 효율을 높인 것으로 평균 약 23% 정도다. 여기서 한 단계 업그레이드 된 탑콘셀은 얇은 산화막을 추가해 발전효율을 약 1%p 가량 높였다. 시제품 효율이 24.4%까지 나온다.

태양광 업계에선 셀 효율을 높이는 게 무엇보다 중요하다. 단위 면적 당 얼마나 많은 출력을 내는지가 경쟁력을 좌우하기 때문이다. 효율이 올라가면 같은 인풋에도 아웃풋이 늘어난다. 동일한 면적에 설치한 패널에서 더 많은 전력을 생산할 수 있다는 의미다. 이에 태양광 기업들이 경쟁하듯 대규모 투자로 기술력 확보에 나서고 있다.

사실 한화큐셀은 탑콘 개발에 뛰어든 시점이 경쟁사 대비 2~3년 늦었다. 하지만 과감한 투자와 기술 역량을 바탕으로 후발주자의 한계를 극복했다. 경쟁사들이 시장선점 과정에서 시행착오를 겪었고 손익 고려 없이 마케팅비를 쏟아 붓는 바람에 제조비용 측면에서 유리한 입장이 되기도 했다.

서재영 한화큐셀 셀개발팀장은 "공정개선과 설비투자 등을 통해 매년 셀 효율을 0.1~0.2%p씩 올리고 있다"며 "시양산 중인 셀 효율이 경쟁사보다 우위에 있고 내년 상용화할 탑콘셀은 24.85%를 목표로 한다. 상당히 의미있는 수준"이라고 말했다.

현재 한화큐셀은 국내 두개 사업장(진천·음성) 중 진천에서 셀을 생산하고 있다. 라인은 모두 12개로 4.5GW 규모다. 앞서 지난 5월 1800억원을 투자해 캐파를 5.4GW로 확대하겠다고 발표했다. 이 중 1300억원이 탑콘셀 양산을 위한 라인 전환과 설비 도입에 쓰인다. 기존 라인 일부에 4~5개 공정을 추가하는 방식이다.

해당 작업이 끝나는 내년 4월엔 연산 3.9GW의 퍼크셀과 1.5GW의 탑콘셀을 생산할 수 있게 된다. 추가 라인 증설 계획도 있다. 진천공장 관계자는 "현재 12개인 셀 생산라인을 내년 14개로 늘릴 예정"이라고 귀띔했다. '질' 뿐 아니라 '양'도 함께 키워 빠르게 캐파를 끌어올리겠다는 의미로 풀이된다.

◇IRA로 미국 시장 중요성 확대, 차세대 '탠덤셀' 연구 집중

탑콘셀은 한화큐셀의 미국 태양광시장 공략을 위한 '비장의 무기'가 될 전망이다. IRA 발효와 맞물려 수출 확대에 대한 기대가 높아지고 있다. 미국시장은 점점 위축되고 있는 국내와 달리 매년 20~30%의 성장이 예상된다. 한화큐셀은 국내에서 생산한 탑콘셀로 고효율 모듈 제품을 만들어 미국의 주거·상업용 시장을 겨냥하기로 방향을 정했다.

이에 발맞춰 미국 현지공장 캐파 확대도 진행 중이다. 조지아공장 모듈 생산능력은 현재 1.7GW에서 내년 하반기 3.1GW로 두배 가까이 확대된다. IRA에 따른 세액공제 혜택을 극대화하려는 전략이다.


여기서 한발 더 나아가 탑콘 이후도 준비하고 있다. 업계에서는 탑콘셀의 효율은 25%가 최대라고 본다. 그 이상을 위해선 신개념 셀 개발이 필요하다는 의미다. 이에 한화큐셀은 차세대셀로 페로브스카이트 기반의 '탠덤셀'을 낙점했다. 위아래 층에서 서로 다른 영역대의 빛을 흡수해 효율을 극대화하는 방식이다.

2026년 6월 양산을 목표로 현재 R&D를 진행 중이다. 독일 헬름홀츠연구소와 손잡고 올 3월 자체 개발한 탠덤셀은 최대 효율 28.7%를 기록했다. 향후 양산시 35% 수준까지 이를 것으로 예상된다.

양병기 개발팀장은 "기존 셀 대비 최대 2배 이상의 발전효율을 가진 탠덤셀 연구개발에 집중해 미래 태양광 시장에서도 기술 격차를 통한 글로벌 선도 기업으로 자리매김할 것"이라고 말했다.