유니스트, 고성능 투명전극으로 새 인쇄 공정 개발

【울산=뉴시스】구미현 기자 = 유니스트는 8일 에너지 및 화학공학부 연구팀이 은 나노와이어를 원하는 기판에 원하는 방향으로 정렬시키는 인쇄기술을 개발했다고 밝혔다. 왼쪽부터 연구팀의 김진영 교수, 강세원 박사과정 연구원, 조승세 석박사통합과정 연구원, 고현협 교수. 2015.12.08. (사진=유니스트 제공)  [email protected]

무질서한 '은 나노와이어' 정렬…고성능 태양전지 적용 가능  에너지 및 화학공학부 연구팀, '나노 레터스'에 논문 게재

【울산=뉴시스】구미현 기자 = 울산과학기술원(UNIST 이하 유니스트)는 무질서한 '은 나노와이어'를 원하는 방향으로 정렬시켜 고성능 투명전극을 만드는 새로운 인쇄기술을 개발했다고 8일 밝혔다.

 차세대 유연 투명전극 재료로 각광받는 은 나노와이어의 단점을 해소해 상용화 기반을 마련할 수 있을지 주목된다. 

 유니스트에 따르면 에너지 및 화학공학부의 고현협·김진영 교수팀은 은 나노와이어를 원하는 기판에 원하는 방향으로 정렬시키는 인쇄기술을 개발했다.

 이 기술로 제작한 투명전극은 표면이 매끄럽고 높은 전기전도성과 투명도를 가지기 때문에 태양전지나 유기발광다이오드(OLED) 성능을 크게 향상시킬 수 있다고 연구팀은 밝혔다.

 기존 은 나노와이어 투명전극은 표면이 거칠고, 나노와이어 끼리 접촉 저항이 컸다.

 또 햇빛에 반사돼 뿌옇게 보이는 '헤이즈(Haze)' 현상도 나타나는 한계점이 있었다. 이 때문에 산업계에서 은 나노와이어를 적극적으로 활용하기 어려웠다.

 연구진은 은 나노와이어 투명전극의 한계를 극복하기 위해 기존 인쇄공정에 나노기술을 접목했다.

 실리콘 고무 위에 나노패턴을 만들고 이를 인쇄 장치에 부착해 은 나노와이어를 정렬시킨 것이다.

 이렇게 정렬된 은 나노와이어는 네트워크를 형성해 투명전극 표면이 매끄러워지고 투명도도 높아지는 효과를 얻게 됐다고 연구팀은 설명했다.  

 고현협 교수는 "정렬된 은 나노와이어 네트워크를 이용한 투명전극은 기존에 비해 균일하고 매끄러운 표면을 가지기 때문에 고효율 유기태양전지나 OLED 소자 제작이 가능하다"고 말했다. 

 김진영 교수는 "이 투명전극은 유기태양전지나 OLED 디스플레이와 같은 플렉서블 광전자소자의 성능을 획기적으로 향상시킬 기술"이라며 "다양한 나노와이어에 적용 가능해 스마트 센서나 웨어러블 기기에도 충분히 활용할 수 있을 것"이라고 평가했다.

 이번 성과는 나노 분야의 권위지인 '나노 레터스(Nano Letters)'에 최신호 온라인 속보로 발표됐다.

 이번 연구는 미래창조과학부 글로벌프론티어사업과 산업통상자원부 한국에너지기술평가원 지원으로 수행됐다.

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