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실 모양 태양전지 개발…옷에 넣는 웨어러블 기기 나온다

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2018년 08월 07일 03:00 프린트하기

실 모양의 태양전지를 조립하고 있는 모습. 직물을 짤 수 있을 정도로 가늘고 유연해 옷 자체를 태양전지로 만들어 웨어러블 기기 전원으로 활용할 수 있다. - 한국과학기술연구원 제공
실 모양의 태양전지를 조립하고 있는 모습. 직물을 짤 수 있을 정도로 가늘고 유연해 옷 자체를 태양전지로 만들어 웨어러블 기기 전원으로 활용할 수 있다. - 한국과학기술연구원 제공

국내 연구진이 태양전지를 가늘고 유연한 실 모양으로 구현하는 데 성공했다. 무거운 배터리 대신 옷 자체가 전원이 되는 차세대 웨어러블 기기를 만드는 데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
 

이중기 한국과학기술연구원(KIST) 에너지저장연구단 책임연구원 팀은 실 모양의 염료감응형 태양전지를 개발하고, 햇빛을 전기로 변환시키는 광전변환효율을 8.1%까지 높였다고 6일 밝혔다. 실 모양의 태양전지 중에는 이번 기록이 세계 최고 수준이라는 게 연구진 측의 설명이다.
 

연구진이 개발한 실 모양 태양전지는 지름이 250㎛(마이크로미터·1㎛는 100만 분의 1m)인 티타늄(Ti) 금속 와이어가 투명한 튜브에 싸여 있는 형태다. 연구진은 효율을 높이기 위해 음전극 역할의 티타늄 와이어 표면을 미세한 패턴으로 산화시켜 빛의 접촉면적을 늘렸다. 
 

아직까지 출력 전압은 0.7V로 작은 시계에 들어가는 상용 수은전지(1.35V)의 절반 수준이다. 하지만 지름이 1㎝인 빨대 위에 돌돌 말아도 전지의 성능이 95% 이상 유지됐다는 점에서 직물을 짤 수 있을 정도의 뛰어난 유연성과 신축성을 인정받았다. 이 연구원은 “옷 안으로 들어가는 새로운 개념의 웨어러블 기기를 개발하는 단초가 될 것”이라고 기대했다.

 

연구 결과는 국제학술지 ‘나노 에너지’ 7월호에 게재됐다.

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