[베리타스알파=김민철 기자] KAIST는 이정용 교수 연구팀이 ‘와인의 눈물’로 알려진 마랑고니 효과를 이용해 물 표면에서 유기 태양전지를 제작할 수 있는 기술을 개발했다고 23일 밝혔다. 노종현, 정선주 박사과정이 공동 1저자로 참여한 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 온라인판에 10일 게재됐다.

유기 태양전지는 가볍고 반투명해 쉽게 휘어지는 성질 때문에 차세대 웨어러블 전자소자의 에너지원으로 주목받고 있다. 최근 성능향상에 따라 상업적 응용 가능성이 높아지고 있지만 대면적에서 높은 성능을 유지하는 공정에는 한계가 있어 상용화가 지연되고 있었다.

▲ 이정용 교수.
/사진=KAIST 제공
공동연구팀은 자발적 순간 확산 현상, 즉 ‘마랑고니 효과’라고 불리는 일상에서 쉽게 접할 수 있는 과학적 원리를 적용해 빠른 시간에 고품질 유기 박막을 형성하는 데 성공했다. 마랑고니 효과는 표면장력이 다른 두 용액이 만날 때 표면장력 차이를 해소하기 위해 일어나는 현상을 뜻한다. 일상생활에서도 쉽게 볼 수 있다. 잔에 담긴 와인을 빙글빙글 돌리면 잔 표면에 물방울이 형성돼 흘러내리는 현상이나 후춧가루가 뿌려진 물 표면에 세제를 한 방울 떨어트리면 후춧가루들이 순식간에 가장자리로 쓸려가는 현상 등이 ‘마랑고니 효과’에 해당한다.

연구팀은 개발된 기술이 대량 생산이 가능하고, 수분과 산소에 취약한 유기소자 제작 공정의 시간과 복잡도를 낮출 수 있음을 증명했다. 향후 고효율의 전지를 개발할 수 있을 것으로 전망된다.

이정용 교수는 “초고속으로 대면적의 유기 박막을 형성할 수 있는 유기 태양전지 상용화를 위한 완전히 새로운 공정이다”며 “저렴한 가격에 고효율의 유기 태양전지를 공급해 상용화를 앞당길 수 있는 원천기술이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

 
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