[헤럴드경제(대구)=김상일 기자]여성들이 흔히 사용하는 천 소재의 가방에 넣어 언제든 스마트폰 충전을 할 수 있는 태양전지 혹은 실내에 들어오는 햇빛으로 전기를 만들어 내는 벽지가 나온다면 어떨까??

POSTECH(포항공과대학교) 연구팀은 단 한 번의 인쇄로 여러 번 접었다 펴도 문제없는 태양전지를 개발하는 데 성공했다고 17일 밝혔다.

김민 박사

POSTECH 화학공학과 조길원 교수, 김민․박종환 박사 팀은 재료과학 분야 권위지인 어드밴스드 에너지 머터리얼스(Advanced Energy Materials)지를 통해 수평구조로 되어 있어 유연성을 획기적으로 향상시킨 유기태양전지 기술을 발표했다.

이 저널 표지논문으로 발표되며 학계의 관심을 모은 이번 결과는 그간 휘어지기는 하지만 여러 차례 구부릴 수는 없었던 유기태양전지의 문제점을 크게 개선했다.

유기태양전지는 실리콘과 같은 딱딱한 무기소재가 아닌 유연한 유기소재를 광활성 물질로 사용해 인쇄하듯 간단한 공정으로 만들 수 있고, 지지하는 기판을 플라스틱으로 만들 경우 휘거나 구부릴 수 있어 웨어러블 전지나 벽에 부착하는 필름형태의 전지 응용으로 각광받고 있다. 

 

화학공학과  조길원 교수

반면, 통상 유기태양전지는 기판-전극-광활성층과 전극이 여러 층으로 겹겹이 쌓인 수직 구조로 이러한 수직형 태양전지는 전극끼리 연결시키는 복잡한 공정이 필요하고, 사용하는 기판과 전극 소재가 딱딱하여 접거나 휠 수는 없었다.

연구팀은 아예 구조를 바꾸어 새롭게 수평 형태의 구조를 만들었다. 단 한개의 층을 이용하는 이 태양전지는 수천회 구부려도 광전효율이 그대로 유지됐다. 또한 햇빛이 광활성층에 직접 도달하는 구조로 굳이 빛을 끌어 모으기 위해 투명 기판을 고집할 필요가 없게 된다.

연구팀은 이 수평구조의 유기태양전지가 전극을 미리 패턴했기 때문에 여러 공정이 필요없고 한 번의 코팅으로 완성된다는 것도 큰 장점이라고 소개했다. 

태양전지

연구팀은 이번 기술을 이용하면 신문처럼 가볍고 접을 수 있는 새로운 개념의 태양전지 개발과 함께 복잡한 소자 제작공정도 단순화시킬 수 있어 차세대 태양전지 상용화에도 기여할 것이라고 설명했다. 

논문

한편, 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 글로벌프론티어사업(나노기반소프트일렉트로닉스연구단)의 지원으로 수행됐다.

smile56789@heraldcorp.com

[사진=POSTECH 연구진 사진 및 표지사진]