초록 ▼

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
- 섬유 텍스타일은 헬스 모니터링, 자동차 텍스타일, 트레킹, 패키징, 의학진단법 등의 응용 분야에 있어서 떠오르는 연구 분야임.
- 디바이스 들은 스마트 텍스타일의 궁극적 형태를 가지며 섬유 안으로 원활하게 디자인되어야 하며, 전자기적인 부가기능을 가지는 섬유가 반드시 필요로 함.
- 고성능의 에너지 생산 및 저장 기능을 지니는 가볍고 웨어러블한 파워 공급원은 입을 수 있는 전자소자 구현을 위해 이상적임.
- 배터리 혹은 슈퍼 커패시터와 같은 에너지 저장 소자와의 접목으로 섬유

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
- 섬유 텍스타일은 헬스 모니터링, 자동차 텍스타일, 트레킹, 패키징, 의학진단법 등의 응용 분야에 있어서 떠오르는 연구 분야임.
- 디바이스 들은 스마트 텍스타일의 궁극적 형태를 가지며 섬유 안으로 원활하게 디자인되어야 하며, 전자기적인 부가기능을 가지는 섬유가 반드시 필요로 함.
- 고성능의 에너지 생산 및 저장 기능을 지니는 가볍고 웨어러블한 파워 공급원은 입을 수 있는 전자소자 구현을 위해 이상적임.
- 배터리 혹은 슈퍼 커패시터와 같은 에너지 저장 소자와의 접목으로 섬유 내부에 적층하는 기술이 요구됨.
- 본 연구를 통해, 웨어러블 전자 시스템 내부에 자가 구동이 가능한 시스템을 개발하고자 함.

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
- 염료감응 태양전지의 구조를 이루는 ‘Ti 와이어/다공성 TiO₂ 광전극/염료/고상형 전해질/상대전극’의 각 층별 최적화 연구를 수행하여 광전변환효율의 극대화 추진.
- 다공성 TiO2 광전극층에 MOF-801 금속-유기 골격체를 혼합함으로써 염료의 흡착을 용이하게 하고 입사광에 의해 생성된 전자의 수송을 향상시킴.
- 우수한 촉매적 특성의 Pt 와이어 상대전극에 우수한 촉매적 특성을 지닌 ZIF-67, MoO3 구조체, 및 비납계 이중 페로브스카이트 등 다양한 물질들을 코팅함으로써 내구성의 단점을 보완하고 촉매적 특성을 증대시킴.
- 탈메탈 상대전극으로 CNT실 활용, 섬유형 염료감응 태양전지와 섬유형 슈퍼 커패시터가 통합된 에너지 생산 및 저장 융합소자를 제작하고, 이에 n형, p형 물질을 도핑함으로써 전체 에너지변환효율을 극대화시킴.

Ⅳ. 연구개발결과
- 섬유형 염료감응 태양전지의 효율 최적화와 고체 전해질 적용 세계 최고 광전변환효율 구현.
- 다양한 SCI 저널에 논문을 투고하여 그 실적을 인정받음.

Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획
- 차세대 전자섬유의 에너지 생산 및 저장소자로 활용될 수 있어, 기존의 플렉서블 소자 한계를 뛰어넘는 새로운 시장을 창출할 수 있을 것이라 기대함.
- 개발 중에 확보된 요소기술을 심화 연구하여 이에 대한 후속 과제의 도출과 실용화에 기여하고자 함.

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

Ⅱ. Research objective and motivation
- Smart textiles are an emerging research field with applications in medical diagnostics, health monitoring, clothing, home fabrics, automotive textiles, tracking and packaging.
- Devices seamlessly integrated into fabrics represent the ultimate form of sma

Ⅱ. Research objective and motivation
- Smart textiles are an emerging research field with applications in medical diagnostics, health monitoring, clothing, home fabrics, automotive textiles, tracking and packaging.
- Devices seamlessly integrated into fabrics represent the ultimate form of smart textiles and require the development of fibers endowed with electronic functions.
- Lightweight and wearable power supply modules with high energy storage performance are desirable for wearable technology.
- One strategy is to directly integrate a conventional rechargeable energy storage device, such as a battery or a supercapacitor, into fabrics.
- This self-powered system is a favorable power platform to be integrated into wearable electronic systems.

Ⅲ. Research outline
- To improve the efficiency of fiber-shaped solar cells (FSCs), we conduct a study of maximizing the power conversion efficiency (PCE) for each layer of “Ti wire/mesoporous TiO₂ photoanode/N719 dye/solid-state electrolyte/Counter electrode”, which forms the structure of fiber-shaped dye-sensitized solar cells (FS-DSSCs).
- The coating of MOF-801 in mesoporous TiO₂ photoanode causing the enhanced adsorption of dyes and electrons transport improves the short circuit current (J_SC) and PCE of the FS-DSSCs.
- Various materials such as ZIF-67, MoO₃ lamellar structure, and Pb-free double perovksite with excellent catalytic characteristics are coated on the Pt electrode, thereby compensating for the shortcomings of durability and increasing catalytic characteristics.
- Using CNT yarn as demetallic counter electrode, energy conversion and storage fusion device in which FS-DSSC and FS-supercapacitor are integrated is manufactured, and the overall energy conversion efficiency was maximized by doping n-type and p-type materials on CNT yarn.

Ⅳ. Results
- Optimizing the efficiency of FS-DSSCs and implementing the world’s best PCE with solid-state electrolyte.
- Various manuscripts on research outcomes were published at various SCI journals.

Ⅴ. Plan for applications
- The results of this research can be led to the development of novel type of fiber type energy harvest and storage for next generation electronic textile.
- We will further deepen the technology to develop related research projects and promote commercialization.

(source : SUMMARY 5p)