스스로 전기 생산하고, 빛 밝기도 조절하는 ‘똑똑한 창문’ 나온다

재료연, 유기물 기반 스마트 창호형 필름 개발
유기 태양전지와 전기변색소자를 융합해 제작
기존 건축물과 항공기, 자동차 등에 활용 전망
햇빛을 이용해 전기를 스스로 생산하고, 빛의 밝기를 조절하는 똑똑한 창호형 필름이 개발됐다. 기존 건축물은 물론, 곡률이 있는 곳에 적용할 수 있어 향후 자동차나 항공기 등으로 활용범위를 넓혀갈 수 있을 전망이다.

한국재료연구원은 김소연·임동찬 박사 연구팀이 유기물 기반의 '스마트 창호 필름'을 개발했다고 6일 밝혔다.

스마트 창호는 상황에 따라 빛의 색을 변화시켜 밝기를 조절함으로써 건물의 에너지 손실을 줄일 수 있다. 창호에 필름을 부착하면 평상시 빛이 세면 빛을 차단하고, 반대로 빛이 약하면 빛을 흡수하는 방식이다.

하지만 기존 무기물 기반의 스마트 창호 기술은 고온 공정을 필요로 하고, 유연성 측면에도 한계를 지니고 있다.

연구팀은 빛을 받아 전기를 생산하는 유기물 기반의 태양전지와 빛에 따라 창문 색이 변하는 전기변색 소자를 접목해 우수한 성능을 갖도록 제작했다. 전자수송층과 광활성층 사이에 유기분자를 도입해 고효율 유기 태양전지를 제작해 높은 효율과 유연성을 지니면서 대면적 소자화를 통해 좋은 성능을 얻을 수 있게 한 것이다.

연구팀은 관련 기업에 양산화 기술 등을 지원할 예정이다.

김소연 재료연 선임연구원은 "이번 연구는 유기물을 기반으로 고성능 태양전지와 전기변색 소자를 융합해 스마트 창호 시장의 새로운 방향을 제시했다는 데 의미가 있다"며 "유기 태양전지와 전기변색 소자뿐 아니라, 사물인터넷 센서와 융합으로 향후 스마트시티 구축에 큰 기여를 할 것"이라고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 '커뮤니케이션 머티리얼즈(지난 3월 3일자)'와 '어드밴스드 사이언스(지난 5월 7일자)' 등 다수의 저널에 실렸다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr