웨어러블 전자소자 에너지 공급원으로 잡아당겨 늘려도 작동하는 '스트레쳐블 태양전지'가 각광 받는 가운데, 우리 연구진이 세계 최고 성능의 스트레처블 유기태양전지를 구현했다.
한국과학기술원(KAIST)은 김범준 생명화학공학과 교수팀이 높은 전기적 성능과 신축성을 동시에 갖는 새로운 전도성 고분자 물질을 개발, 이같은 성과를 냈다고 26일 밝혔다.
빛을 전기로 전환하는 광활성층의 높은 전기적 성능, 기계적 신축성은 서로 상충관계여서 스트레쳐블 태양전지 구현은 매우 어려운 문제였다.
기존 고효율 태양전지는 신축성을 가지기 어려워 웨어러블 소자로 거의 구현된 바가 없다.
연구팀은 높은 전기적 성질을 가지는 전도성 고분자에 고신축성 고분자를 화학 결합해 연결해 문제를 해결했다.
개발된 고분자는 현재 세계 최고 수준의 광전변환효율 (19%)을 가지는 유기태양전지를 구현하면서도, 기존 소자들에 비해 10배 이상 높은 신축성을 달성했다.
연구진은 이를 활용해 40% 이상 잡아당겨도 작동하는 세계 최고성능의 스트레처블 태양전지를 구현했으며, 사람이 착용가능한 태양전지 응용 가능성을 증명했다.
김범준 교수는 “세계 최고성능의 스트레쳐블 유기 태양전지를 개발했을 뿐만 아니라 새로운 개념의 고분자 소재 개발을 통해 자유형상 및 신축성을 요구로 하는 다양한 전자소자에 응용가능한 소재 원천 기술을 개발했다는 것에 큰 의의가 있다”고 밝혔다.
KAIST의 이진우, 이흥구 연구원이 공동 제1저자로 참여하고, 김택수 기계공학과 교수, 리생 생명화학공학과 교수팀이 공동 진행한 이번 연구는 국제학술지 '줄(Joule)'에 12월 1일 출판됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
