마랑고니효과를 이용해 태양전지에 유기 박막을 만드는 개념도
[대전=일요신문] 박하늘 기자 = 후춧가루가 뿌려진 물 표면에 세제를 한 방울 떨어트리면 후춧가루들이 순식간에 가장자리로 이동한다. 국내 연구진이 이 현상(마랑고니 효과)을 이용해 태양전지의 유기 박막을 손상없이 손쉽게 만드는 기술을 개발했다.
한국과학기술원(KAIST)은 EEWS 대학원 이정용 교수팀이 마랑고니 효과를 이용해 물 표면에서 유기 태양전지를 제작할 수 있는 기술을 개발했다고 23일 밝혔다.
‘와인의 눈물’로 알려진 마랑고니 효과는 자발적 순간의 확산 현상으로, 표면장력이 다른 두 용액이 만날때 이 표면장력 차이를 해소하기 위해 일어나는 빠른 물질 수송 현상이다.
연구팀은 이 기술을 대면적에서 높은 성능을 유지하는 공정에 어려움을 겪는 유기 태양전지에 적용, 산소 및 수분에 의한 악조건을 극복하고 고효율의 전지를 개발하는데 성공했다.
연구팀은 1미터 길이의 단일 유기박막을 형성한 후 연속 생산이 가능한 롤투롤 시스템으로 유연 기판에 옮기는데 성공했다.
이 기술을 이용하면 종이나 곡면 유리등 유기박막을 형성하기 어려운 곳에 균일한 박막을 전사할 수 있으며 짧은 시간에 형성되기 때문에 박막 손상을 가져오는 산소흡착을 최소한으로 막을 수 있다.
연구팀은 이 공정을 이용해 유기 태양전지의 대량 생산을 가능하게 하고 공정의 시간 및 복잡도를 낮추므로써 고효율의 유기 태양전지의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 내다보고 있다.
이번 연구성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 8월 10일자 온라인 판에 게재됐다.
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