국내 연구진이 호주 연구팀과 공동으로 가축의 질병과 건강을 진단할 수 있는 태양전지 기반 자율전원 웨어러블 모듈의 핵심 기술을 개발하는 데 성공했다. 대규모 농가에서 가축의 건강상태를 실시간 진단 및 예측할 수 있는 첨단 플랫폼 구축에 활용될 전망이다.
아주대학교는 김종현 응용화학생명공학과·대학원 분자과학기술학과 교수가 소속된 공동 연구팀이 CZTS 기반 저조도 태양전지에 대한 연구 결과를 ‘저널 오브 머터리얼즈 케미스트리 에이(Journal of Materials Chemistry A)’ 21일자 온라인판에 게재했다고 29일 밝혔다.
논문은 ‘케스테라이트 구조 CZTS(Se) 박막 태양전지의 저조도 출력원리에 관한 연구’다. 이번 연구에는 아주대와 녹색에너지연구원, 전남대, 호주 뉴사우스웨일즈대학이 참여했다.
연구팀은 실내 저조도 환경에서도 널리 활용될 수 있는 CZTS(Se) CZTSSe:구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn), 황(S) 및 셀레늄(Se)으로 구성된 친환경 무독성 화합물 반도체 소재 기반 태양전지의 원리를 최초로 규명했다.
CZTS 박막 기반 태양전지는 저비용의 친환경 광흡수 소재로, 기존 고비용 혹은 중금속 기반의 환경유해성 태양전지를 대체할 차세대 태양전지로 주목받아 왔다.
CZTS 태양전지는 높은 광량을 갖는 실외 태양광 하에서는 우수한 광전변환효율을 나타내는 것으로 잘 알려져 왔으나 흐린 날 혹은 실내조명 등 저조도 환경에서의 활용 가능성에 대한 연구는 충분하지 않았다.
김종현 아주대 교수 연구팀은 그동안 글로벌 산학연 연구그룹을 꾸려 가축 헬스 모니터링 시스템 구축을 위한 여러 연구를 함께 진행해 왔다. 여기에 전남대(김진혁 교수), 전자부품연구원(김진철·박노창 박사)·녹색에너지연구원(박종성 박사), ㈜대연씨앤아이, 호주 뉴사우스웨일즈대·퀸즈랜드대 연구진이 공동 연구에 참여했다.
가축의 다양한 생활환경과 넓은 생활반경을 고려해 환경에 제약을 받지 않고 전원을 안정적으로 공급할 수 있는 무선형 독립전원시스템을 개발해 왔다. 동시에 가축이 착용할 수 있는 센서를 개발, 가축 건강 진단용 자율전원 웨어러블 센서 모듈을 제작해 호주에서 실증 연구에 돌입했다. 농가에서는 센서를 통해 개별 가축의 상태를 확인할 수 있다.
박종대 기자 pjd@kihoilbo.co.kr
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