“종이처럼 접고 쭉 늘려도 OK”…KIST, 자유자재 변신 ‘태양전지’ 개발 작성일 10-15 68 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">- 종이접기 원리 적용 3차원 태양광 시스템 구현<br>- 500% 변형, 1000회 반복에도 발전 성능 유지</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="YaLoyi5TZ1"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="c9f007242ffe66ffa13739c803aa706eb74d3f0009b537f5a2189ed602a64966" dmcf-pid="GNogWn1y15" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="전극 내구성 시연 모습.[KIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/15/ned/20261015123845808bobn.png" data-org-width="1280" dmcf-mid="yUGH4WRftF" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/15/ned/20261015123845808bobn.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 전극 내구성 시연 모습.[KIST 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="87ad1a9d23d51667789f5eea57379ebd24e9df8d928790bef179d6a54c02f692" dmcf-pid="HiedhMYCGZ" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 종이처럼 접고 늘려도 전기를 안정적으로 생산하는 차세대 태양광 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 건물의 곡면 외벽이나 좁은 공간에도 태양전지를 자유롭게 설치할 수 있어 도심 태양광 발전의 활용 범위를 크게 넓힐 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="d9df7868b281d39b931ce9aeba406aa36fc276bcb2a589f4d9ff9fa7503bdfbd" dmcf-pid="XndJlRGh5X" dmcf-ptype="general">한국과학기술연구원(KIST)은 차세대태양전지연구센터 이필립 센터장 연구팀이 형태를 자유롭게 바꾸면서도 발전 성능을 유지하는 ‘3차원 태양광 메타구조체’를 개발했다고 15일 밝혔다.</p> <p contents-hash="2e6b08375f9f1023ff18a84c6e4ceb856ed9af20f7137b6b4df3b1e6f788c7a4" dmcf-pid="ZLJiSeHltH" dmcf-ptype="general">기존 태양광 시스템은 대부분 평판 형태로 제작돼 곡면이나 돌출부 등 복잡한 구조물에 설치하기 어려웠다. 유연한 태양전지도 크게 늘어나면 태양전지 배치 면적이 줄어들거나 전기 연결이 끊어지는 문제가 있었다.</p> <p contents-hash="7e67953e90cfbadd65870e8cf2b24c03801ee38f87041525fe0fb2c2096aa0c1" dmcf-pid="5oinvdXStG" dmcf-ptype="general">연구팀은 종이를 자르고 접는 ‘키리가미(Kirigami)’와 ‘오리가미(Origami)’ 원리를 활용해 이 같은 한계를 극복했다. 구조를 잡아당기거나 접으면 미리 설계한 형태로 변형되고, 이 과정에서도 전기 연결이 유지되도록 구조와 전극을 동시에 설계한 것이 핵심이다.</p> <p contents-hash="f01d64d840683947baf3c4929d4a7d63ae7efade0d94a73edcdb18ab9dd388e7" dmcf-pid="1gnLTJZv5Y" dmcf-ptype="general">특히 가느다란 은 나노선을 구조체 표면에 고정하고 유연한 인듐·갈륨 액체금속을 결합한 새로운 전극을 개발했다. 은 나노선이 전류가 흐르는 통로를 유지하고 액체금속이 연결망의 빈틈을 메우는 방식이다.</p> <p contents-hash="7d6f4651d88fe3b547c01df8b4372ccde5e71426cab82c001703fbedf6c9fb94" dmcf-pid="taLoyi5T1W" dmcf-ptype="general">이를 통해 태양광 구조체가 크게 늘어나거나 접히더라도 전기가 끊어지지 않도록 했다. 복잡한 배선 없이 태양전지 모듈을 탈부착할 수 있는 기술도 구현했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="f8ade5cbd5047379b8ce94a46a4d125b5ee0d88945af02604a60ada941ec85c1" dmcf-pid="FNogWn1yGy" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="모듈러 방식을 도입, 대면적화 및 다양한 표면 대응이 가능한 기계적 메타물질 시스템.[KIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/15/ned/20261015123846115caru.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="WX86wfhD5t" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/15/ned/20261015123846115caru.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 모듈러 방식을 도입, 대면적화 및 다양한 표면 대응이 가능한 기계적 메타물질 시스템.[KIST 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="b804d2237a6c335713737e312742446034aaa2093c10ada7d3a938f1fc59245e" dmcf-pid="3jgaYLtWtT" dmcf-ptype="general">실험 결과, 개발된 태양광 시스템은 500%의 변형률에서도 발전 성능이 거의 변하지 않았으며, 1000회 반복 변형 후에도 성능을 유지했다.</p> <p contents-hash="9c5f8b4b7fa687028e12b5a757bb27db6486bfa5f674320e48f64f57c0bf0149" dmcf-pid="0AaNGoFY1v" dmcf-ptype="general">태양전지를 촘촘하게 배치한 별도 구조에서는 평면 설치면적 대비 최대 225%에 해당하는 태양전지 면적을 확보했다. 약 100% 늘어난 상태에서도 설치면적에 해당하는 태양전지 면적을 유지하는 데 성공했다.</p> <p contents-hash="b3b37cea4811d8ef04f9fa8d6eebfffd2c494d8bd540a384851b0f2ae79bb9f9" dmcf-pid="pcNjHg3GZS" dmcf-ptype="general">내구성도 확인했다. 전극을 약 2년간 실내에 보관한 뒤에도 성능 저하가 관찰되지 않았으며, 1만회 반복 접힘 시험에서도 안정적으로 작동했다. 태양전지 모듈을 교체한 뒤 전기 연결을 다시 구성할 수 있어 유지보수에도 유리하다.</p> <p contents-hash="7bdb5c3f0729d81869ed1e907b5035f327cca3442435962c43d2e3aa07e7001d" dmcf-pid="UkjAXa0HXl" dmcf-ptype="general">이번 기술의 가장 유력한 활용 분야는 건물 외피형 태양광 시스템이다. 건물마다 다른 외벽 크기와 형태에 맞춰 태양전지를 설치할 수 있어 기존 평판 태양전지로 활용하기 어려웠던 공간까지 발전 영역으로 확장할 수 있다.</p> <p contents-hash="9656576d444d9dac1b2ffcc1d8a1d671584185d63c0331778e86c7441c8793fd" dmcf-pid="uDck5jUZHh" dmcf-ptype="general">연구팀은 실제 태양전지 모듈과 조립형 구조를 결합하는 사업화 기술개발을 추진하고 있다. 강풍과 비바람 등 외부환경에 견디는 내구성과 고정 기술, 화재안전성을 갖춘 소재 개발도 진행할 계획이다.</p> <p contents-hash="d02b580a74d237cff29f3887434d32d530d065c8073cf0dfe783beb47ea500b9" dmcf-pid="7wkE1Au5YC" dmcf-ptype="general">향후에는 보관할 때 작게 접었다가 필요할 때 넓게 펼치는 휴대형 발전 장치와 차량 등 이동체로 적용 범위를 확대할 방침이다. 장기적으로는 발사 과정에서 접어둔 태양전지를 우주 공간에서 펼치는 우주 전개형 태양광 시스템에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="bd893f11ff10ab2ab2f68e490e48cf2776a5cd1d0dc4c23a5900b45261a23ded" dmcf-pid="zrEDtc71YI" dmcf-ptype="general">황석준 KIST 박사는 “앞서 개발한 모듈형 구조 기술을 실제 태양전지 모듈과 결합해 건축용 상용화를 추진하고, 향후 이동체와 전개형 시스템까지 적용 범위를 넓혀갈 계획”이라고 밝혔다.</p> <p contents-hash="826f61d45778a699d2bdafa15c694f8291d7668f5dce29fe77a709d9c6b684d2" dmcf-pid="qmDwFkztYO" dmcf-ptype="general">이필립 센터장은 “이번 연구는 구조의 움직임과 형태, 전기적 기능까지 함께 설계했다는 데 의미가 있다”고 말했다.</p> <p contents-hash="cafd82ce231f1a177e478e258644204e4a553e7768b90d39c841e101fd358f08" dmcf-pid="Bswr3EqF5s" dmcf-ptype="general">이번 연구성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’ 최신호에 게재됐다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 전자바우처 허위청구 2번 적발시 ‘퇴출’…과징금 5배 10-15 다음 무섭게 추격하는 중국 CXMT?…D램 현물가격은 더 올랐다 10-15 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
