국내 연구진, 종이처럼 돌돌 말 수 있는 ‘태양광 발전장치’ 개발

연세대 박철민 신소재공학과 교수

딱딱한 태양광 발전장치를 종이처럼 접거나 둘둘 말 수 있게 만드는 기술을 국내 연구진이 개발했다. 연세대 박철민 신소재공학과 교수팀은 차세대 반도체 소자인 ‘티엠디(TMD)’를 이용해 만든 수광(受光)소자를 대량생산할 수 있는 기술을 새롭게 개발했다고 20일 밝혔다.

필름형태로 만들어 접거나 구부릴 수 있는 태양광 발전장치는 기존에도 있었지만, 효율이 떨어지는 저가형이 대부분이었다. ‘티엠디’ 소자는 효율이 높고 접거나 말 수 있지만 정밀한 기계장치로 소자를 얇게 한 층씩 떼어서 제작해야 했다. 제작과정에서 재료에 손상이 갈 우려가 높은데다 제작 시간도 오래 결러 상용화의 걸림돌이 돼 왔다.

박철민 교수팀은 화학적으로 티엠디를 대량 생산할 수 있는 기술을 개발해 이 문제를 해결했다. 티엠디를 화학용매에 넣고 진공장치를 이용해 강력한 힘으로 섞어주자 티엠디 소자가 한 층씩 낱장으로 분리되고, 또 안정적으로 그 상태를 유지했다.

이렇게 분리한 소자를 이용하면 태양광 발전장치를 손쉽게 대량생산할 수 있을 뿐 아니라 다양한 미래용 첨단기기에 적용할 수 있을 것으로 보인다. 특히 필요한 빛의 종류를 선택해 흡수할 수 있기 때문에 미래형 ‘스마트 의복’ 등 다양한 분야에서 쓰일 걸로 기대된다.

박 교수는 “이번 연구성과는 우수한 광전특성을 가진 티엠디를 대면적으로 구현할 수 있는 계기가 됐다는 점에서 산업적으로 큰 가치가 있다”며 “의료용 센서 등 다양한 분야에서 활용될 가능성이 높다”고 밝혔다.

이번 연구결과는 과학저널 ‘네이처’ 자매지인 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’ 9월 2일자 온라인판에 게재됐다.

권예슬 동아사이언스기자 yskwon@donga.com