한범덕의 재미있는 과학이야기 - 제593<플라스틱 태양전지

제593<플라스틱 태양전지 - 한범덕 고문 (전 청주시장)>새 창으로 메일 보기

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2024-02-01

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제 593편/ 플라스틱 태양전지

한범덕 고문 (전 청주시장)

해가 바뀌어도 변하지 않는 것은 계속되는 기상이변입니다 .
땅덩어리가 큰 미국 대부분이 영하의 날씨로 떨어졌다든지, 스키로 이름난 캐나다는 눈이 내리지 않는 겨울을 보내다 갑자기 폭설이 내려 시내 교통이 마비되었다는 소식이 이어지고 , 최근에는 유럽에서 때아닌 겨울폭풍이 몰아쳤다고 합니다. 우리나라도 겨울답지 않은 날씨가 계속되다가 북극 한파가 내려와 전국이 냉장고가 되었다는 뉴스가 나오고 있습니다 .

말씀드리지 않아도 인간이 이룬 물질문명으로 인한 자연의 훼손이 이러한 기상이변으로 나타나고 있는 것을 아실 겁니다. 뒤늦게 세계는 이에 대한 대안으로 재생에너지에 관심을 돌리고 개발에 나서고 있습니다만 쉽지는 않습니다 .

대표적인 재생에너지로 태양을 이용한 여러 가지 방안이 나오고 있습니다. 그중 전지분야를 말씀드리고자 합니다.
최초의 태양전지는 1954년 실리콘기반의 무기물 태양전지입니다. 그런데 이 전지는 가격도 너무 비싸고 효율도 너무 낮아 실용화하는데 한계가 있었습니다 . 일반적으로 태양전지가 실용화되려면 효율이 7%는 되어야 하는데 실리콘 태양전지는 고작 1~2% 에 불과했습니다. 많은 전문가들이 연구개발에 참여하였지만 쉽게 상용화할 수 있는 전지를 개발하지 못했습니다.

그러다가 우리나라 광주과학기술원 신소재공학과 이광희교수가 유기물 플라스틱 태양전지를 개발함으로써 태양전지의 상용화시대가 열리게 되었습니다. 이교수는 스승인 2003년 노벨상 수상자 앨런 히거교수가 발견한 ‘전기가 통하는 고분자’와 플러런(C 60)을 이용하여 빛을 받아 전기를 만드는 장치를 제조하는데 성공한 것이었습니다.
이교수가 제작한 이 전지는 효율면에서 7%에 근접하였고, 제작비도 무기물 태양전지의 와트당 평균 2.3$ 에 비하여 1/20 정도인 0.1$에 지나지 않았습니다 . 따라서 휴대용 전자기기, 웨어러블 컴퓨터, 기능성 의류 나아가 군사장비에 이르기까지 실용화시대에 들어가게 되었습니다. 이 전기가 통하는 플라스틱 태양전지가 실용화되면 교통사각지대인 사막이나 접근이 어려운 오지에까지 문명의 혜택이 미쳐 전 세계가 문명의 혜택을 받게 될 것입니다.

이광희교수는 서울대를 나와 KAIST에서 석사를 마치고, 원자력연구소에 있다가 미국 산타바바라 캘리포니아대학에서 박사를 받았습니다 . 어렸을 때 아버지를 여의고, 가장노릇까지 해야 했던 어려운 가운데도 연구의지를 꺾지 않고 여기까지 온 그는 국가에 감사드린다고 합니다. 어려움 속에 국가에서 장학금을 주어 학교를 마칠 수 있었으며, 국비유학생으로 미국유학까지 할 수 있었기에 자기는 국가에 봉사하여야 한다고 생각하고 귀국하여 연구와 후학 양성에 전력을 쏟고 있다는 것입니다.

이교수는 계속 연구개발에 전념하여 휘어지는 디스플레이의 혁신원천 유기전자소재를 개발하고, 인쇄형 플라스틱의 투명전극을 제작하였고, 종이처럼 구겨지는 투명전극도 제조하였습니다 . 이러한 연구개발에 힘입어 이번 CES2024에서 삼성과 LG 에서 내놓은 무선투명올레드 디스플레이가 압도적으로 서치라이트를 받아 IT강국 코리아를 빛나게 한 바탕이었을 것으로 생각합니다. 이제 우리나라에서도 이런 원천기술을 연구하고 개발하는 두뇌들에게 더 큰 관심과 지원을 보냄으로써 명실상부한 선진국으로 떠오르게 되리라 확신합니다.

오늘도 최고의 날이 되십시오.

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