경상대학교 반도체공학과 김준영 교수, 서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부 김혁 교수, 서울대학교 반도체공동연구소 이승현 박사(왼쪽부터)
국립 경상대학교(GNUㆍ총장 이상경) 공과대학 반도체공학과 김준영 교수와 서울시립대 전자전기컴퓨터공학부 김혁 교수, 서울대학교 반도체공동연구소 이승현 박사가 이끄는 공동 연구팀이 중-소형 전자기기를 쉽게 충전할 수 있는 ‘친환경 태양전지 핵심기술’을 개발했다.
공동 연구팀이 개발한 태양전지 소자는, 알루미늄이 도핑된 이산화티타늄(TiO2)을 유기 태양전지와 페로브스카이트 태양전지의 전자추출층으로 적용한 새로운 구조로서, 스마트폰, 헤드폰, 소형 블루투스 기기, 웨어러블 스마트 기기 등의 전원으로 충전해 활용할 수 있는 높은 에너지 변환 효율을 갖는다.
연구팀은 구부리고 휠 수 있으며 옷에 부착도 가능하여, 입고 다니면서 필요할 때마다 휴대폰 충전이 가능한 태양전지로 각광받는, 유기 태양전지와 페로브스카이트 태양전지의 에너지 변환 효율을 높이기 위한 전자추출층을 개발했다.
이 기술은 표면-계면기술 분야의 권위적인 학술지인 와일리(WILEY)출판사의 ‘애드밴스드 머티리얼즈 인터페이시즈(Advanced Materials Interfaces)’에 20일자로 출판, 게재됐으며 특히 저널 표지(Back Cover Image)로 선정돼 논문의 우수성을 인정받았다.
현재 신재생에너지 생산원으로 주목받고 있는 태양전지는 대부분 불투명하고 딱딱하므로, 전기를 생산하기 위해서는 특정 위치에 고정해 사용해야 하고, 이동하면서 접거나 옷-가방 등에 부착이 가능한 유연한 형태의 플렉시블 태양전지 개발이 어려웠다.
특히, 유기반도체의 낮은 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital, 전자주입장벽의 기준값) 값으로 인해(LUMO 값이 낮을수록 공기 중에서 불안정함) 공기 중에서 안정한 n형 반도체를 만드는 데 어려움을 겪어 왔고, 이로 인해 n형 반도체인 전자추출층을 개발하는 데 한계가 있었다.
이에 반해, 이산화티타늄 n형 무기반도체는 시중에서 판매하는 선크림에도 사용되는 재료로서 가격이 매우 저렴하고 피부에 닿아도 안전하여 태양전지의 전자추출층으로서 주목받아 왔다.
그러나 유기 태양전지와 페로브스카이트 태양전지 모두에 적용이 가능한 기술이 없어, 여태까지는 각 태양전지에 맞는 전자추출층을 일일이 설계하고 제조해야 했다. 이로 인해 공정이 복잡해지고 공정 가격이 비싸져, 결과적으로는 플렉시블 태양전지의 제조단가를 높여 상용화의 어려움을 겪어 왔다.
이에 경상대-서울시립대-서울대 공동연구팀은 알루미늄을 첨가해 이산화티타늄의 이동도-전도도 등의 전기적 특성을 자유자재로 조절하는 기술을 개발하고, 이를 태양전지의 전자추출층으로 적용함으로써, 단 1회의 공정만으로 다양한 종류의 플렉시블 태양전지의 전자추출층을 제조할 수 있는 기술을 개발할 수 있게 됐다.
경상대 김준영 교수와 공동 연구팀은 “이번 연구 성과는 유기 반도체와 차세대 반도체 재료인 유무기 페로브스카이트 반도체를 기반으로 하는 태양전지의 상용화를 동시에 앞당길 수 있는 중요한 연구 결과이며, 플렉서블-웨어러블 전자소자에 손쉽게 적용할 수 있는 기술이므로, 향후 휴대용 기기의 전력원으로 널리 활용될 것으로 기대된다”고 말했다.
한편, 이번 연구 결과는 한국연구재단 이공학개인기초사업과 한국생산기술연구원 원천기술개발사업(소프트 로보틱스 원천기술개발), 한국전력 기초사외공모사업의 지원을 받아 수행됐다.
#SSK연구팀-한국사회경제학회, 2020 봄 학술발표회
국립 경상대학교(GNUㆍ총장 이상경) 한국사회과학연구(SSK) ‘포스트자본주의와 마르크스주의의 혁신’ 연구팀과 한국사회경제학회는 22일 오후 12시 30분 서울 중구 프란치스코회관에서 2020년 봄 학술발표회를 개최했다.
이번 학술발표에서는 경상대 SSK연구팀의 보조연구원 석사과정 고민지 씨, 박사과정 오병헌 씨, 박사과정 정구현씨가 주제발표를 했으며, 토론은 각각 노동권연구소의 장귀연 박사, 정치경제연구소 프닉스의 하태규 박사, 정치경제연구소 김장민 박사가 맡는다. 사회는 충남대의 김정주 박사가 맡았다.
이번 학술발표는 줌(Zoom)으로 중계될 예정이며 자세한 주소는 발표 당일 한국사회경제학회 홈페이지에 게시됐다.
고민지 씨는 ‘노동과정론의 관점에서 프랜차이즈 시스템을 재구성하기: 프랜차이즈 제과점 사례를 중심으로’라는 주제로 발표했고, 오병헌 씨는 ‘루카스 플랜 사례를 통해 본 노동자자주관리의 의의와 한계’라는 주제로 발표했다. 정구현 씨는 ‘마르크스와 민족 문제: Kevin Anderson ‘Mark at the Margins: On Nationalism, Ethnicity and Non-Western Societies 서평’을 발표했다.
한국사회경제학회(학회장 정성기 경남대 교수)는 1987년에 시작해 정치경제학에 입각한 연구와 주류경제학의 비판적 분석을 촉진하고 진보적 대안을 추구함으로써 학문과 사회발전에 기여하는 것을 목적으로 하는 학회다.
ilyo33@ilyo.co.kr
