태양광 폐패널 재활용해 고효율 태양전지 생산

[이투뉴스] 한국에너지기술연구원(원장 김종남)은 이진석 박사 연구진이 태양광 폐패널을 재활용, 고효율 태양전지를 만드는데 성공했다고 19일 밝혔다.

연구진이 개발한 기술은 상용화가 가능한 수준으로, 규모를 키우고 에너지소모량도 줄여 태양광 수·배전반 전문기업 에이치에스티에 기술이전했다.

태양광발전설비는 기하급수적으로 늘고 있지만 수명이 20~30년에 불과해 폐패널 해결이 과제로 남아있다. 한국환경정책평가연구원에 따르면 태양광 폐패널은 2023년 9665톤, 2028년 1만6245톤, 2032년 2만7627톤으로 증가할 것으로 전망된다. 환경부는 2019년 생산자책임재활용제에 태양광 폐패널을 포함시키고, 회수한 패널 80% 이상을 재활용하도록 법을 개정했다.

태양광 패널은 재활용 가능한 유리, 알루미늄, 실리콘, 구리 등으로 만들어져 적절한 회수기술을 통해 80% 이상 활용할 수 있다.

연구진이 개발한 태양광 폐패널 통합 재활용 기술은 프레임·정션박스 해체 자동화, 고순도 유리 분리, 유가금속 회수, 태양광 패널 제재조로 구성된다. 자체 개발한 장비를 통해 태양광 패널 내 유리와 봉지재(태양광 모듈이 외부노출에 잘 견디도록 방어하는 역할) 계면을 분리해 100%에 가깝게 유리를 회수할 수 있다.

공정 최적화를 통해 기존에 개발한 공정대비 전력소모를 3분의 1 이상 줄였다. 비파쇄 방식으로 분리된 부품·소재들이 섞이지 않아 고순도 유리를 회수할 수 있다.

연구진은 폐패널로부터 회수한 실리콘을 정제해 6인치 단결정 잉곳 및 웨이퍼를 만든 뒤 일반적인 태양전지 제작 공정을 통해 20.05%의 고효율 태양전지를 만들었다. 재활용 웨이퍼에 최적화된 제작 공정을 적용한다면 더 높은 태양전지 효율을 충분히 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다.

이진석 에기연 박사는 “태양광 폐패널 1톤을 재활용해 이산화탄소 1200kg을 감축하는 효과를 볼 수 있다"며 "이번에 개발한 기술이 민간영역에서 잘 수용될 수 있도록 경제성을 극대화하는 기술을 계속 연구할 계획”이라고 말했다.

진경남 기자 jin07@e2news.com