전기연, 직조형 염료감응 태양전지 개발
기존 옷감에도 적용가능…웨어러블 등 응용 범위 넓어

직조형 태양전지 세부구조. <자료=한국전기연구원 제공>
직조형 태양전지 세부구조. <자료=한국전기연구원 제공>

태양전지를 옷감처럼 베틀에서 짜낼 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국전기연구원(원장 김호용)은 나노융합기술연구센터 차승일·이동윤 박사팀이 직조형(옷감형) 염료감응 태양전지를 개발했다고 21일 밝혔다.

연구팀은 금속과 세라믹 섬유를 이용해 태양전지의 전극 구조를 옷감처럼 직조기(베틀)로 짜내고, 스크린 프린팅 기법으로 광전극과 염료를 프린팅해 옷감 형태의 태양전지를 완성했다.

직조형 태양전지는 유연하고 부드럽고, 옷감처럼 재봉과 재단이 가능하다. 특히 이번 기술은 기존의 면이나 실크, 팰트 등의 천에 전극을 재봉해 부착하거나 삽입할 수도 있어 응용성이 높다.

특히 차세대 핵심 산업으로 주목받는 웨어러블 기기의 전원의 대안으로 기대되며 일상생활이나 군사용 등 활용 범위가 클 것으로 기대된다.

직조형 태양전지 공정개념도(왼쪽)와 공정 사진(오른쪽). <자료=한국전기연구원 제공>
직조형 태양전지 공정개념도(왼쪽)와 공정 사진(오른쪽). <자료=한국전기연구원 제공>

차승일 선임연구원은 "이번 개발은 직조 구조를 제대로 활용한 태양전지로는 세계최초의 개발성과"라며 "우선은 레져용 및 군사용 응용이 가능할 것으로 보이며 웨어러블 시장이 커지고, 건물 일체형 태양전지의 요구도 증가하고 있어 다양한 분야의 응용이 가능할 것으로 판단된다"고 전망했다.

또 그는 "이번에 개발된 기술은 밀봉 기술, 전해질 기술, 효율 최적화 기술 등 상품화까지 해결해야 할 과제가 남아있지만 가장 핵심인 직조 태양전지 구조 개발에 성공했기 때문에 남아 있는 기술적 문제는 응용 범위와 연계해 개발해 나갈 계획"이라고 밝혔다.

이번 기술은 한국에너지기술평가원의 신재생에너지핵심원천기술개발 사업의 지원으로 개발됐으며, 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 6월24일자에 게재됐다.

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