[더테크=조재호 기자] 고무처럼 쭉쭉 늘어나면서도 작동에 이상이 없는 태양전지가 개발됐다. 차세대 웨어러블 디바이스의 전력 공급원으로 실질적인 상용화 가능성을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

카이스트는 김범준 생명화학공학과 교수 연구팀이 높은 전기적 성능과 신축성을 동시에 갖는 새로운 형태의 고분자 물질을 개발해 세계 최고 수준의 스트레쳐블 유기 태양전지를 구현했다고 26일 밝혔다.

유기 태양전지(Organic Solar Cells)는 빛을 받아 전기를 생산하는 광 활성층이 유기물로 구성되는 전자소자로 기존 무기 재료 기반의 태양전지에 비해 가볍고 유연하다는 장점이 있어 몸에 착용할 수 있는 웨어러블 전자소자로 사용할 수 있다. 기존 고효율 태양전지는 신축성이 없어 웨어러블 소자로 활용할 수 없었다.

김범준 교수 연구팀은 전도성 고분자에 고무처럼 늘어나는 고신축성 고분자를 화학적으로 결합해 높은 전기적 성능과 기계적 신축성을 가지는 새로운 형태의 전도성 고분자를 개발했다.

개발된 고분자는 세계 최고 수준의 광전변환효율(19%)을 보이며 기존 소자들보다 10배이상 높은 신축성을 보이는 유기 태양전지를 구현했다. 이를 통해 40% 이상 잡아당겨도 작동하는 스트레처블 태양전지를 구현했으며 사람이 착용가능한 태양전지의 응용 가능성을 증명했다.

김범준 교수는 “이번 연구를 통해 세계 최고성능의 스트레처블 유기 태양전지를 개발했을 뿐만아니라 새로운 개념의 고분자 소재 개발을 통해 자유 형상 및 신축성을 요구하는 전자소자에 응용할 수 있는 소재 원천기술을 개발했다는 것에 큰 의의가 있다”라고 밝혔다.

카이스트는 이진우, 이흥구 연구원이 공동 제1 저자로 참여하고 김택수 기계공학과 교수, 리섕 생명화학공학과 교수 팀이 공동으로 진행한 이번 연구는 국제 학술지 ‘줄’(Joule)에 12월 1일자로 출판됐다.