김범준 교수 연구팀, 새로운 고분자 물질로 세계 최고 성능 구현

(왼쪽부터) 김범준 교수 (KAIST 생명화학공학과), 이진우 박사 (제 1 저자, KAIST 응용과학연구소), 이흥구 석사.
(왼쪽부터) 김범준 교수 (KAIST 생명화학공학과), 이진우 박사 (제 1 저자, KAIST 응용과학연구소), 이흥구 석사.

〔중부매일 천성남 기자〕KAIST는 생명화학공학과 김범준 교수 연구팀이 높은 전기적 성능과 신축성을 동시에 갖는 새로운 형태의 전도성 고분자 물질을 개발해 세계 최고 성능의 스트레처블 유기태양전지를 구현했다고 26일 밝혔다.

유기 태양전지(organic solar cells)는 빛을 받아 전기를 생산하는 광 활성층이 유기물로 구성되는 전자소자로, 기존 무기 재료 기반 태양전지에 비해 가볍고 유연하다는 장점이 있어 몸에 착용할 수 있는 웨어러블 전자소자에 사용 가능하다. 특히, 태양전지는 이러한 전자소자의 전력을 공급하는 필수적인 소자이지만, 기존 고효율 태양전지는 신축성을 가지기 어려워서 KAIST, 쭉쭉 늘어나는 최고 성능의 태양전지 개발 웨어러블 소자로 거의 구현된 바가 없다.

개발된 고분자는 현재 세계 최고 수준의 광전변환효율 (19%)을 가지는 유기태양전지를 구현하면서도, 기존 소자들에 비해 10배 이상 높은 신축성을 달성하였다. 이를 통해 40% 이상 잡아당겨도 작동하는 세계 최고성능의 스트레처블 태양전지를 구현하였으며, 이를 통해 사람이 착용가능한 태양전지의 응용 가능성을 증명했다.

KAIST 이진우, 이흥구 연구원이 공동 제1 저자로 참여하고, 기계공학과 김택수 교수, 생명화학공학과 리섕 교수팀이 공동으로 진행한 이번 연구는 국제 학술지 '줄(Joule)'에 12월 1일 출판됐다.

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