차세대 투명 전극, 전기전도도 1000배

 

■ 차세대 투명 전극, 전기전도도 1000배

 

국내 연구진이 차세대 투명 전극으로 각광받고 있는 'ITO(인듐주석산화물)'의 전기전도도를 높여 플렉시블 투명 전극으로 활용할 수 있는 기술을 개발했다. 향후 플렉시블 디스플레이와 맞춤형 웨어러블 기기, 폴더블 태양광 패널 제작 등에 폭넓게 쓰일 전망이다. 한국생산기술연구원 윤창훈 박사 연구팀은 전도성 고분자에 적외선 레이저를 쏴 전기전도도를 1000배 가량 향상시키는 공정 기술을 개발했다고 2019년 10월 16일 밝혔다.

 

전도성 고분자는 전기가 잘 통하는 플라스틱 소재이다. 압력을 가해도 깨지지 않아 플렉시블 디스플레이에 활용하기 적합하다. 하지만, 투명 전극에 주로 쓰이는 ITO (인듐주석산화물)에 비해 전기전도도가 1000분의 1 수준으로 낮아 상용화가 쉽지 않고, 유기 용매나 계면 활성제 등의 화학 첨가제를 사용하기 때문에 친환경 공정 개발이 어렵다.

 

연구팀은 대표적인 전도성 고분자인 'PEDOT:PSS 투명 전극'에 1064㎚ 파장대의 적외선 레이저를 쪼여 전기전도도를 1000배 가량 높였다. PEDOT:PSS 투명 전극은 전도성이 있는 PEDOT를 PSS가 전선 피복처럼 둘러싸고 있는 실뭉치 형태의 고분자 박막이다. 기존 화학적 방식에서 벗어나 레이저를 활용한 물리적 방식으로 전도성 고분자를 ITO 박막 수준의 전기전도도를 구현한 첫 사례라는 데 의미가 있다고 연구팀은 설명했다.

 

아울러 전도성 고분자 용액을 기판에 바른 후 레이저를 쪼여 패터닝 작업까지 동시에 할 수 있어 원하는 패턴을 쉽게 새기면서 빠르게 제작할 수 있다. 윤창훈 생기원 박사는 "이미 상용화돼 있는 PEDOT:PSS 용액은 국내에서 조달할 수 있어 대일 의존도가 높은 ITO 소재를 대체해 투명 전극 분야의 소재 자립화에 기여할 것"이라고 말했다. 한편, 이 연구 성과는 영국 왕립 학회가 발행하는 재료 분야 세계적 권위지 '머티리얼스 호라이즌스(2019년 09월호)' 온라인판에 실렸다.