실내조명만으로 전기생산 가능해진다

경상대 등 학연 연구팀 "유기반도체 활용 핵심기술 개발"

【진주=뉴시스】정경규 기자 = 경상대학교 김혁 교수.

【진주=뉴시스】정경규 기자 = 앞으로 건물내 실내조명만으로도 전기생산이 가능해졌다.

경남 진주 경상대학교 전기공학과 김혁 교수와 동국대학교 심재원 교수, 경북대학교 배진혁 교수, 한국생산기술연구원 대구경북지역본부 이수웅 박사가 이끄는 공동연구팀이 실내조명을 이용해 전기를 생산하는 핵심기술을 개발했다고 3일 밝혔다.

유기반도체의 뛰어난 광흡수특성을 활용해 실내조명과 같이 약한 빛의 세기에서 전기를 생산하는 이 기술은 과학전문지인 ‘다이 & 피그먼트(Dyes and Pigments)’ 학회지 1일자에 게재됐다.

현재 신재생에너지 생산원으로 주목받고 있는 태양전지는 대부분 실외 환경에서 사용되는데, 전기를 생산하기 위해서는 특정 세기 이상의 빛이 필요해 실내조명 수준의 빛으로는 전기생산이 어려운 문제점이 지적돼 왔다. 

【진주=뉴시스】정경규 기자 = 밝은 날 실외에서의 태양빛의 세기(약 100,000lx 이상)와는 달리 LED 실내조명은 그 세기가 약할 뿐만 아니라, 거실조명에서 탁상용 스탠드까지 다양한 응용처에 따라 세기가 달라져(200lx–2,000lx) 이 빛을 잘 흡수하기 위한 광흡수체가 필수적임을 알 수 있다.

이에 반해, 높은 광흡수 특성을 갖는 유기반도체는 구조변화를 통해 최적의 광흡수층 두께로 제어하면, 흐린 날과 실내조명 뿐만 아니라 달빛 아래에서도 전기생산이 가능해 상시 전기생산 능력을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

학연 공동연구팀은 광흡수특성이 우수한 유기반도체를 활용해 실내조명 중 가장 약한 스탠드 LED(실내조명)에서도 (200lx) 전력생산이 가능한 기술을 개발했다.

광학 시뮬레이션 기술을 이용해 태양전지의 광흡수 특성이 극대화되는 구조를 설계해 이에 따른 최적의 광흡수층 두께 및 태양전지의 최고 효율 획득이 가능한 구조 도출이 가능해져 24시간 상시전원으로 활용가능한 친환경 전력공급원을 개발할 수 있게 됐다.

공동연구팀은 “사물인터넷, 인공지능, 스마트 홈 등 첨단기술의 핵심부품으로 센서에 대한 수요가 폭발적으로 증가하고 있는 반면, 센서 전원에 대한 연구는 미흡한 상황이다”며 “이번 기술개발로 미래 기술의 핵심부품으로 주목받고 있는 센서의 전원문제를 해결해 스마트 센서 기술이 더욱 폭넓게 사용돼 그 수요에 부응할 수 있을 것이다”고 밝혔다.

한편 이번 연구는 한국연구재단 신진연구자지원사업과 중견연구자지원사업, 기후변화대응기술개발사업, 산업통상자원부에서 추진하는 산업핵심기술개발사업으로 수행됐으며 현재 1편의 국내 특허출원 및 해외 특허출원중에 있다.

 [email protected]