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휘어지는 투명 태양전지, 간단하게 찍어 만든다

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휘어지는 투명 태양전지, 간단하게 찍어 만든다

2014.10.28 18:00
포스텍 이종람 교수팀, 웨어러블 기기 전원 문제 해결 가능
국내 연구진이 휘어지는 투명 전극을 간단히 찍어내는 방식으로 만드는 방법을 개발했다. - 포스텍 제공
국내 연구진이 휘어지는 투명 전극을 간단히 찍어내는 방식으로 만드는 방법을 개발했다. - 포스텍 제공

 

 

 

최근 입는 컴퓨터나 손목시계형 스마트 기기 등 다양한 웨어러블 기기가 주목을 받고 있지만 여전히 배터리 문제가 완전히 해결되지 않고 있다. 이런 상황에서 국내 연구진이 가볍고 유연한 유기태양전지를 만드는 기술을 개발해 눈길을 끌고 있다.

 

이종람 포스텍 신소재공학과 교수팀은 휘어지는 태양전지를 간단하게 제작할 수 있는 기술을 개발했다고 28일 밝혔다.

 

지금까지 개발된 투명한 유기태양전지는 인듐 주석 산화물(ITO)을 많이 사용했는데, 300도가 넘는 고온에서 만들어야 하고 쉽게 구부려지지 않는 한계가 있었다.

 

연구진은 유연한 고분자 물질에 나노 패턴을 형성시키는 방식으로 유연하면서도 투명한 전극을 만드는 데 성공했다. 고분자 물질 위에 자외선을 받으면 굳는 UV잉크를 도장 찍듯이 찍어내는 ‘나노임프린트’ 기술을 활용한 것이다.

 

이 과정에서 유기태양전지의 오랜 문제점을 해결하는 성과도 거뒀다. 고분자 층에 금속박막을 만들 때면 빛을 흡수하는 현상이 발생해 문제가 됐는데, 연구진은 둘 사이의 경계면에 전기장이 발생해 이러한 현상이 일어난다는 사실을 규명하고 고분자 층의 표면에너지를 높여 문제를 해결했다.

 

그 결과 8nm(나노미터·1nm=10억분의 1m)의 얇은 두께에도 기존 170nm 두께의 전극보다 전기를 잘 통하는 전극을 만드는 데 성공했다. 이 전극으로 만든 유기 태양전지는 기존보다 광전류 밀도가 17% 이상 높아, ITO가 아닌 전극을 이용한 유기 태양전지 가운데 가장 우수한 결과라는 평가를 얻었다.

 

이 교수는 “이번에 개발한 전지는 휘거나 접을 수 있는 소자에 적용할 수 있어 웨어러블 기기의 상용화를 앞당기는 데 큰 도움이 될 것”이라고 말했다.

 

이 연구결과는 재료과학 분야 권위지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼스’ 10월호 표지논문으로 실렸다.

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