:::Invention is Technology::: Welcome to gabsun.com

Invention news
기술발명뉴스 ♣♧

기술 발전과 발명 관련 소식

몸에 넣는 태양전지 개발…피부 안에 들어가 전력공급
ㆍ작성자: etnews	ㆍ작성일: 2016/05/17	ㆍ분류: 에너지
http://www.etnews.com/20160516000283?mc=ns_005_00001

[그림1] <제작된 유연한 인체삽입용 태양전지를 간단한 피부 시술을 통해 쥐 피하에 삽입하는 사진(좌측),
인체삽입용 태양전지를 피하에 삽입 후 절개한 피부를 봉합한 직 후 모습과 삽입 시술 후 봉합선을 제거하고 2주 뒤 상처가 치유된 모습(우측)>

우리 연구진이 피부 안에 넣는 태양전지를 개발했다. 기존에 유럽에서 발표된 `딱딱한 삽입용 태양전지`는 사람이 움직일 때 피부가 찢어질 수 있다는 단점이 있었다. 이를 보완해 부러지지 않고 휠 수 있는 성질을 띤 태양전지를 개발했다. 인체 삽입용 태양전지는 햇빛으로 배터리를 충전할 수 있기 때문에 배터리 교체를 위해 재수술을 하지 않아도 된다. 실시간 혈당 분석기 등 체내 헬스케어 기기 개발에 도움이 될 것으로 기대된다.

이종호 광주과학기술원 교수 연구팀은 박막 구조의 유연 태양전지를 피부 안에 넣어 심박조율기와 같은 인체 내 의료기기에 지속적으로 전력을 공급하는 인체삽입용 태양전지를 개발했다고 16일 밝혔다.

[2] <쥐 피부 밑에 안정적으로 정착된 유연 인체삽입용 태양전지가 태양광을 통해 전력을 생산하고 있는 모습(좌측), 피부 밑에서 안정적으로 정착된 유연한 인체삽입용 태양전지를 구부렸을 때 피부와 같이 유연한 특성을 보이는 모습(우측)>

연구팀은 전등으로 얇은 피부를 비췄을 때 빛의 일부가 피부를 통과한다는 사실에 착안했다. 인체 내 흡수된 빛을 피부 속 태양전지가 전기에너지로 바꿔 인체삽입용 전자기기를 지속적으로 구동시킬 수 있다고 예상했다. 빛을 최대한 활용해 전기에너지를 생산하려면 태양전지는 얇은 피부층 아래에 삽입돼야 한다.

기존 태양전지는 두껍고 깨지기 쉽다. 피하에 넣으면 몸이 움직이면서 파손돼 성분이 몸 속으로 노출되거나 피부에서 분리될 수 있다. 연구팀은 이런 점을 극복하기 위해 피부처럼 유연한 특성을 갖도록 고성능 태양전지를 딱딱한 기판에서 박막(6~7㎛) 형태로 분리했다. 태양전지를 필름에 결합해 얇고 유연한 인체 삽입용 태양전지를 만들었다.

[3] <피부 밑에 정착된 유연 입체삽입용 태양전지를 피부 층과 함께 쥐에서 분리한 모습. 쥐의 피부와 같이 인체삽입용 태양전지도 유연함을 보이고 있음.>

살아 있는 생쥐에 넣고 실험해보니 순수 태양전지 면적인 0.07㎠ 이내에서 직류전류로 647마이크로와트의 높은 전력을 생산할 수 있었다. 소형 충전지, 유연한 심박조율기와 결합해 태양광이 없어도 태양전지에서 충전된 배터리로 전력 공급이 가능한 사실을 확인했다.

기존에 보고된 체내 전력 생산량과 비교했을 때 수십에서 수백 배에 이르는 수치로, 하루 약 2시간 정도 발전으로 현재 상용화 된 심박조율기를 24시간 구동할 수 있는 전력량이다. 크기 조절이 쉬운 구조라 태양전지 발전시간을 더욱 줄이는 것도 가능하다. 피부가 그을리거나 타는 화상을 방지하기 위해 자외선 차단제를 바르더라도 인체 내 전력 생산량은 비슷하게 유지된다.

[4]
[이하 링크 참조]