4분할 셀 기술: PV 산업의 차세대 효율 코드

소개

지난 6개월 동안 PV 업계에서 점점 더 자주 등장하는 용어가 있습니다: 바로 4-컷 셀입니다.

통웨이, 진코솔라, 트리나, 친트... 선도적인 PV 대기업들이 일제히 베팅하고 있습니다. 신제품 출시가 잇따르고 있으며, 모듈 효율 기록이 계속해서 갱신되고 있습니다.

어떤 이들은 이를 "기술 혁명"이라고 부르고, 다른 이들은 "하프 컷 셀의 자연스러운 확장"에 불과하다고 말합니다. 진실은 무엇일까요? 왜 대기업들이 이 기술에 함께 베팅하고 있을까요? 오늘은 이 모든 것을 자세히 분석해 보겠습니다.

원리: 셀 절단이 중요한 이유

4-컷 셀에 대해 이야기하기 전에, 2분 정도 투자할 가치가 있는 근본적인 질문이 있습니다.

많은 사람들이 셀 절단의 목적이 "효율 향상"이라고 생각합니다. 엄밀히 말하면, 그 진술은 정확하지 않습니다.

절단은 셀 효율을 향상시키지 않으며, 모듈의 패키징된 출력을 향상시킵니다.

셀 효율은 셀 자체의 문제입니다. 절단 여부와 관계없이 단일 셀의 효율은 변하지 않습니다. 그러나 더 작은 조각으로 절단하면 전류가 작아지고, 버스바와 리본에서의 저항 손실이 줄어듭니다. 이 절약된 에너지는 궁극적으로 모듈 출력 전력의 증가로 나타납니다.

줄의 법칙, 중학교 물리: 손실 = I²R. 전류를 절반으로 줄이면 손실은 1/4이 됩니다.

지난 5년 동안 하프 컷 기술이 널리 보급된 이유는 이 매우 간단한 수학적 관계 때문입니다.

4-컷은 동일한 논리의 확장입니다: 전류를 다시 절반으로 줄이면 손실은 다시 1/4로 줄어듭니다. 모듈을 하프 컷에서 4-컷으로 업그레이드하면 약 10-20W의 출력 증가를 얻을 수 있으며, 이는 효율 0.3-0.5% 포인트 향상에 해당합니다.

그렇게 크게 들리지 않을 수 있습니다. 그러나 오늘날의 가격 환경에서 그 0.3% 포인트는 입찰에서 승리할지 여부를 결정할 수 있습니다.

왜 지금인가? 시장 동인

4분할 셀의 기술 원리는 새로운 것이 아닙니다. 적어도 5년 전부터 논의되어 왔습니다. 하지만 진정한 대량 생산은 지난 6개월 동안에야 이루어졌습니다.

왜 그럴까요?

수요 측면의 조건이 바뀌었기 때문입니다.

첫 번째 변화는 정책입니다. 6월 15일, 중국 공업정보화부는 태양광 모듈에 대한 등급 분류 기준을 발표했으며, 변환 효율에 따라 4개 등급으로 나누고 최저 등급을 23.4%로 설정했습니다. 명목상 권장 기준이지만, 국영 기업의 조달은 대부분 이를 직접 인용할 가능성이 높습니다. 모듈 제조사에게 이는 '할 것인가'의 문제가 아니라 '하지 않으면 도태될 것인가'의 문제입니다.

4분할은 기존 생산 라인에 개조할 수 있으며, 공정 기간이 짧고 투자 비용이 낮으며 결과가 빠릅니다. 이것이 4분할 붐의 첫 번째 동력입니다: 기존 라인에서 효율 기준을 충족하는 가장 빠른 경로입니다.

두 번째 변화는 경쟁 구도입니다. TOPCon 기술은 점점 동질화되고 있으며, 업체 간 셀 효율 격차는 0.2% 포인트 이내로 좁혀졌습니다. 이러한 상황에서 모듈 단계의 패키징 최적화는 차별화를 만들 수 있는 몇 안 되는 영역 중 하나가 되었습니다.

즉, 셀 단계에서 효율을 더 끌어낼 여지는 거의 바닥났으며, 이제 모듈 단계의 차례입니다.

실제 과제: 엣지 패시베이션과 수율

그렇다고 해서 4분할이 단순히 절단만 하면 끝나는 것은 아닙니다.

셀을 4개로 절단한 후, 절단 가장자리 손상 면적은 하프컷 기술의 두 배입니다. 처리하지 않으면 이 손상은 심각한 캐리어 재결합을 유발하여 실제로 효율을 낮추며, 절단된 셀은 절단되지 않은 셀보다 더 나쁠 수 있습니다.

따라서 4분할의 핵심 공정 난이도는 '절단'이 아니라 그 후의 엣지 패시베이션입니다.

현재 몇 가지 주류 접근 방식이 있습니다: 통웨이는 자체 개발한 TPE 엣지 패시베이션 기술을 사용하며, 공개된 정보에 따르면 성능이 우수합니다. 다른 선두 업체들도 각자의 솔루션을 보유하고 있지만, 공개된 세부 사항은 거의 없습니다.

엣지 패시베이션은 한 문장처럼 들리지만, 실제로는 시스템 엔지니어링 작업입니다. 패시베이션 층 재료 선택, 두께 제어, 균일성, 후속 패키징 공정과의 호환성... 모든 단계에서 반복적인 튜닝이 필요합니다. 이것이 바로 4분할을 대량 생산할 수 있는 업체가 여전히 소수의 선두 업체에 집중되어 있는 이유입니다.

또 다른 실질적인 문제는 수율입니다. 절단이 미세할수록 파손 위험이 커집니다. 모듈 공장에 있는 친구가 말해주길, 4분할 절단의 파손률은 반절단보다 2~3% 포인트 높아 비용에 직접적인 영향을 미친다고 합니다.

납땜 접합부의 수도 문제입니다. 4분할 모듈은 반절단의 두 배, 전체 셀의 네 배에 달하는 납땜 접합부를 가지고 있습니다. 모든 납땜 접합부는 잠재적인 고장 지점입니다. 25년 보증 기간의 장기 신뢰성 테스트를 견딜 수 있을지, 솔직히 아직 실제 운영 데이터가 충분하지 않아 답하기 어렵습니다.

선도 기업들의 행보

선도적인 태양광 기업들은 무엇을 하고 있을까요? 현재 공개된 정보에 따르면:

통웨이는 더 공격적으로 움직이고 있습니다. TNC 3.0 시리즈는 4분할 방식을 채택하여 최대 출력 770W, 효율 24.8%로 양산 모듈 중 1급 수준입니다. 엣지 패시베이션은 자체 개발한 TPE 기술을 사용합니다.

트리나솔라의 Vertex 3세대도 4분할을 채택하여 출력이 760W 수준에 도달합니다. 트리나는 모듈 패키징 분야에서 오랜 깊은 축적을 가지고 있으며, 이번에는 모든 기술을 총동원했습니다.

징코의 Tiger Neo 3.0도 4분할을 선택했으며, 670W입니다. 징코의 전략은 항상 안정적이었으며, 극단적인 파라미터를 추구하지 않고 양산 일관성을 중시합니다.

롱기의 접근 방식은 다릅니다. TOPCon 위에 4분할을 쌓는 대신, 롱기는 곧바로 BC 방식을 선택하여 후면 접촉 기술의 고유한 고효율로 문제를 해결했습니다. BC 모듈은 양산 시 680W에 도달하며, 2026년 출하 목표는 50GW를 초과합니다. 이는 다른 전략으로, 본질적으로 셀 기술 경로의 세대적 우위에 베팅하는 것입니다.

친트뉴에너지의 ASTRON 7 Pro도 4분할 방식을 채택하여 670W입니다.

이러한 제품들에서 흥미로운 분기를 볼 수 있습니다: 대부분의 기업은 기존 TOPCon 라인에 4분할을 쌓아 '수명 연장'을 선택하는 반면, 롱기는 이 단계를 건너뛰고 BC에 직접 베팅합니다. 어떤 전략이 궁극적으로 승리할지는 결론을 내리기에는 너무 이릅니다.

발전소 소유주를 위한 실질적 이점

발전소 투자자와 소유주에게 4분할 모듈은 두 가지 실질적인 이점을 제공합니다.

첫째, 저조도 성능이 더 우수합니다. 4분할 모듈은 작동 전류가 낮아 이른 아침, 저녁, 흐린 날, 겨울철과 같은 약광 환경에서 발전 손실이 더 작습니다. 이 차이를 과소평가하지 마십시오. 연간 발전량 이득으로 환산하면 투자 수익률에 미치는 영향은 매우 실질적입니다.

둘째, 부분 음영 저항성이 더 강합니다. 4분할 모듈의 내부 회로는 더 세밀한 스트링으로 나뉘어 있어, 부분적으로 음영이 지는 경우(나무 그림자, 새 배설물, 먼지 축적) 전체 모듈 출력에 미치는 영향이 더 작습니다. 이는 지붕 음영 조건이 복잡한 경향이 있는 분산형 옥상 시나리오에서 특히 의미가 있습니다.

물론, 절충점은 모듈 가격이 약간 더 높다는 것입니다. 그러나 효율 개선으로 인한 발전 이득을 고려하면 균등화 발전 비용(LCOE)이 대부분 더 나을 가능성이 높습니다.

전망: 현재 시점에서의 실용적 선택

몇 가지 개인적인 판단을 공유하겠습니다. 참고용으로만 봐주십시오.

단기적으로 4분할은 TOPCon 진영의 표준이 될 것입니다. 정부의 효율 등급 기준이 마련됨에 따라 업그레이드 없이는 입찰 자격이 없으며, 이는 강력한 제약입니다. 2026년 하반기부터 2027년까지 주요 기업들의 TOPCon 라인이 대부분 4분할 업그레이드를 완료할 것으로 예상됩니다.

중기적으로 공정이 성숙하고 수율이 개선됨에 따라 4분할의 비용 프리미엄은 점차 줄어들 것입니다. 2027-2028년까지 4분할과 비4분할 모듈 간의 가격 차이는 무시할 수 있는 수준으로 줄어들 수 있습니다. 그 시점에는 오늘날의 '프리미엄 옵션'에서 '기본 구성'으로 전환될 것입니다.

장기적으로 4분할은 과도기적 솔루션일 가능성이 가장 높습니다. 태양광 산업의 기술 혁신은 결코 멈추지 않으며, 새로운 셀 구조나 패키징 방식이 등장하여 '몇 분할'이라는 질문이 무의미해질 수 있습니다.

그러나 그것은 나중의 일입니다.

현재의 이 시점에서 4분할은 가장 실용적인 선택입니다. 투자 규모가 통제 가능하고, 결과가 빠르며, 특정 경로에 얽매이지 않고, 당면한 문제를 해결합니다.

모듈 가격이 1원/W 아래로 떨어진 오늘날의 환경에서 효율을 높이고 입찰에서 가장 빠르고 확실하게 승리할 수 있는 기술이 좋은 기술입니다.

혁신이 필요 없고, 혁명이 필요 없습니다.

충분히 좋고, 유용하며, 지금 바로 사용할 수 있는 것, 그것으로 충분합니다.

Ooitech의 견해

Ooitech는 다음과 같이 믿습니다: 4-컷 셀 기술은 현재 모듈 제조업체가 높아지는 효율 기준을 충족하고 입찰 경쟁에서 경쟁력을 유지하기 위한 가장 실용적이고 저비용이며 빠른 효과를 볼 수 있는 경로입니다.