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한국 연구진, 태양전지·발광소자 하나로 통합한 '발광 전지' 개발

입력 : 2017.09.06 15:35:48


노동균 기자

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과학기술정보통신부는 6일 김진영 울산과학기술원(UNIST) 교수 연구팀이 빛을 전기로 바꾸는 태양전지와 전기를 빛으로 바꾸는 발광 소자를 하나로 통합한 발광 전지를 개발했다고 밝혔다.

태양전지와 발광 소자는 구조와 제작 공정이 유사하다. 하지만 태양전지는 전하가 추출되면서 전기가 발생하고, 발광 소자는 전하가 주입되면서 빛이 발생하는 원리로 소자가 작동하는 방식이 정반대다.

연구팀은 부도체·반도체·도체의 성질을 모두 갖고 있어 빛 에너지 흡수와 발광이 모두 가능한 금속 산화물 '페로브스카이트'를 이용해 단일 소자에서 발전과 발광을 모두 할 수 있는 새로운 복합기능성 '페롭트로닉 소자'를 만들었다.

▲태양전지와 발광 소자 역할을 동시에 하는 페롭트로닉 소자의 발전·발광 구동 원리. / 과학기술정보통신부 제공

페롭트로닉 소자는 특정 음이온이 포함돼 있는 고분자 전해질 층을 적용해 전하를 베로브스카이트에 손쉽게 주입하고 추출할 수 있어 전원과 디스플레이 역할을 동시에 수행할 수 있다.

또 유연한 필름을 코팅할 때 쓰는 용액 공정으로 페롭트로닉 소자를 만들면 구부러지고 휘어지는 웨어러블 기기에도 적용할 수 있을 것으로 연구팀은 내다봤다.

김 교수는 "이번 연구로 이분화돼 있던 태양전지와 발광 소자를 단일 구조에서 모두 구현시킬 수 있는 길이 열렸다"며 "광전자 소자 기술의 통합이 에너지 분야 패러다임이 변화하기를 기대한다"고 말했다.



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