[르포] 한화큐셀 진천공장에선 로봇이 셀·모듈 생산 '착착'

한화솔루션 큐셀부문(한화큐셀) 충북 진천공장에서 자동화 장비와 로봇이 태양광 셀과 모듈을 생산하는 모습을 볼 수 있었다. 사진은 진천공장 내부. /사진=김동욱 기자

한화솔루션 큐셀 부문(한화큐셀)이 충북 진천공장을 필두로 글로벌 태양광 사업에 박차를 가한다. 스마트팩토리인 한화큐셀 진천공장은 생산 통합관리 시스템, 웨어러블 플랫폼, 자동 품질 분석, 사물인터넷(IoT) 데이터 수집 등을 바탕으로 생산공정을 자동화한 것이 특징이다.
지난 12일 방문한 한화큐셀 진천공장에서는 로봇들이 태양광 셀과 모듈을 생산하는 데 여념이 없었다. 19만㎡(축구장 26개 규모) 부지에 2개 동으로 지어질 만큼 공장 규모가 컸지만 공장 내에서 일하는 직원은 거의 볼 수 없었다. 한화큐셀 관계자는 "진천공장은 태양광 소재인 웨이퍼를 입고하는 것에서부터 모듈 출하까지 모든 공정이 자동화된 스마트팩토리"라며 "공정에서 발생한 특이사항을 확인하거나 자동화 프로그램을 관리하는 인원 정도만 근무하고 있다"고 설명했다.

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자동화 장비와 로봇이 셀·모듈 생산… "양품 비율도 높네"

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한화큐셀 진천공장에서 생산되는 태양광 셀과 모듈의 양품 비율은 95% 수준이다. 사진은 진천공장에서 제품을 생산하는 로봇 모습. /사진=김동욱 기자

진천공장 셀·모듈 생산라인에 배치된 장비와 로봇은 각각 수 천대, 수 백대에 이른다. 각각의 장비와 로봇들은 셀을 생산하기 위해 ▲웨이퍼 투입 및 검사 ▲표면 에칭처리 ▲N층 확산 ▲RP막 형성 ▲반사방지막 형성 ▲전극 형성 ▲검사 및 분류 등의 공정을 자동으로 처리하고 있었다. 폴리실리콘으로 구성된 웨이퍼에 태양광 흡수율을 높이기 위한 표면 특수처리와 반사막 형성 공정을 거친 후 전기가 흐를 수 있는 회로를 만들면 태양광 셀이 된다.
셀을 묶어 프레임에 넣은 제품인 모듈을 생산하기 위해서는 ▲태버 ▲숄더링 ▲전면 유리, EVA, 셀 매트릭스, 후면 유리 및 백시트 로딩 ▲라미네이트 ▲트리밍 ▲큐어링 ▲시뮬레이터 ▲EL 테스트 등의 공정이 진행된다. 셀을 와이어로 연결하고 연결된 셀을 배치해 셀 매트릭스를 만든다. 이후 압착, 손질, 굳히기 등의 과정을 거쳐 모듈이 된다. 생산된 모듈은 결함 테스트를 거쳐 양품 판정을 받아야지만 시장에 출하된다.

모든 공정이 자동화된 만큼 양품 비율도 높은 편이다. 셀과 모듈 모두 양품 비율이 95% 안팎이다. 한화큐셀 관계자는 "애초에 품질 검사를 통해 양품 판정을 받은 웨이퍼만 생산에 투입한다"며 "웨이퍼에 레이저 식별 마크를 새겨 한 장 단위로 추적하면서 공정을 거칠 때마다 불량품이 발생하는지 파악하고 있다"고 말했다.

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태양광 시장 공략… 중심엔 '진천공장'

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한화큐셀은 차별화된 기술력을 바탕으로 글로벌 시장에서의 영향력을 늘리고 있다. 사진은 진천공장 전경. /사진=한화큐셀 제공

한화솔루션은 기후변화 대응과 탄소중립 실현을 위한 주요 국가들의 신재생에너지 수요에 대응하기 위해 대규모 투자 계획을 발표하는 등 태양광 사업에 박차를 가하고 있다. 한화큐셀 진천공장은 주요 생산기지 역할을 맡으며 한화솔루션 태양광 사업의 핵심으로 떠올랐다. 지난해 진천공장의 셀· 모듈 생산능력은 각각 4.5기가와트(GW)로 집계됐는데 이는 연간 620만명이 사용할 수 있는 전력 규모다.
진천공장의 퍼크(PERC) 셀 생산라인에는 셀을 반으로 잘라 출력을 높이는 하프셀 기술이 적용됐다. 셀 사이 간격을 없애 같은 면적에서 더 많은 전력을 생산하는 제로갭(Zero-Gap) 기술도 접목됐다. 이 기술이 적용된 고출력 모듈 '큐피크 듀오 G11'은 지난해 출시돼 업계 주목을 받았다.


한화큐셀은 차별화된 기술경쟁력을 바탕으로 미국, 일본, 독일, 한국 등에서 태양광 모듈 시장 점유율 1위를 기록했다. 프리미엄 브랜드로서 세계 태양광 시장에서의 영향력을 입증했다는 게 한화큐셀 관계자 설명이다. 대표적 재생에너지 시장인 미국 주거용 시장과 상업용 시장에서는 2022년까지 시장 점유율 각각 4년 연속 1위, 3년 연속 1위를 달성했다. 미국 주거용 시장과 상업용 시장에서 동시 1위를 달성한 태양광 모듈 제조업체는 2013년 이후 한화큐셀이 유일하다.

김기홍 한화솔루션 전략 부문 커뮤니케이션 실장은 "기업이 살아남기 위해서는 기술 경쟁에서 이겨야 한다"며 "차기 제품인 탑콘(TOPCon) 셀을 내년 상반기 양산하기 위해 현재 파일럿 생산을 하고 있다"고 밝혔다. 탑콘 셀은 기존 퍼크 셀보다 발전 효율을 약 1%포인트 높인 제품이다.