초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
o전기변색 소자를 이용한 탄소중립형 건축물용 스마트 창호 개발
1) 대면적 창호용 전기변색 소자 기술
2) 에너지 최적화 구동을 위한 구동 보드 기술
o 주관연구개발기관의 요구사항
- 투과도 변색 범위 △T ≥ 55, 탈색 투과도 ≥ 70%, 착색 투과도 ≤ 12%,내구성 50,000회 이상이며 변색시간 10분 이내의 스마트 창호 시스템
o 최종 개발 기술
- 탄소중립을 위한 대면적 (600 × 1,500 mm²)의 스마트 창호용

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
o전기변색 소자를 이용한 탄소중립형 건축물용 스마트 창호 개발
1) 대면적 창호용 전기변색 소자 기술
2) 에너지 최적화 구동을 위한 구동 보드 기술
o 주관연구개발기관의 요구사항
- 투과도 변색 범위 △T ≥ 55, 탈색 투과도 ≥ 70%, 착색 투과도 ≤ 12%,내구성 50,000회 이상이며 변색시간 10분 이내의 스마트 창호 시스템
o 최종 개발 기술
- 탄소중립을 위한 대면적 (600 × 1,500 mm²)의 스마트 창호용 전기변색 소자 기술
- 대면적 전기변색 고성능 소재 및 전해질 공정 기술
- 외부 광환경과 연동하는 최적화 구동을 위한 전기변색 소자 구동 모듈 기술
- 고내구성 위한 Sealing 공정 기술
o End Product
- 탄소중립을 위한 스마트 창호 시스템
- 광범위한 변색범위 및 고내구성을 구비한 플라스틱 기반 전기 변색 소자
o 최종 개발기술
- R2R 플라스틱 Film 위에 폭1300mm 이상 전기 변색 Smart Window Film 개발

◼ 전체 내용
o 전기변색 소자를 이용한 스마트 창호의 개념도
o 주요 기능(또는 규격)
- 가시광 (380 ~ 780 nm 파장대역) 투과도 능동 제어 기능
- 변화하는 광환경에 따른 지능적 변색 기능
- 저전력 구동을 위한 최적화 설정 및 adaptive control 기능
o 주요 성능치
- 투과도 : 실내 냉난방 부하 저감을 위한 능동제에 요소
- 구동특성 : 제품화 이후 시장 요구사항 반영
- 내습, 내자외선 특성 : 85/85 시험 (24시간 시험후 특성 저하 5% 이내)
o 핵심 기술
- 롤투롤 공정을 이용한 대면적 저가 공정 기술
- Adaptive control을 통한 에너지 소모 최적화를 위한 구동 기술
o 개발 내용 및 목표
- ETRI은 산화층과 환원층으로 구성되는 전해질과 WO3,Prussian Blue를 개발.
- 낮은 전압에서 구동하는 구동회로와, 여려가지조건에 따른 시뮬레이션 개발.
- 글로텍은 내열성과 투명성이 좋은 플라스틱 Film 개발.
- 플라스틱 Film위에 투명성과 전도성 특성이 좋은 금속 박막 Film
- ETRI 스마트 window 연구 개발 기술과 글로텍의 제조 공정기술 및 일부 소재의 기술을 접목하여 제품을 생산 탄소절감 및 상용화 추진

◼ 1단계
❏ 목표
o 롤투롤 공정 평가 및 단막특성 확보 / 재료평가
1) 무기물 사용 대면적 공정 기술 개발 및 평가
2) 레진 특성 확보 및 평가 (광 특성 및 경도, 신뢰성)
o 전기변색 소자를 이용한 건축물용 스마트 창호 개발
1) 대면적 창호용 전기변색 소자 기술 개발
2) 에너지 최적화 구동을 위한 구동 모듈 기술 개발
❏ 내용
o 재료 평가
·실험실 기반 바코팅(Bar Coating)을 활용한 재료 평가
· 전기변색 특성 / 자외선 및 적외선 차단 특성 확인
· ITO Film, 변색 소자의 특성 확인
o 공정
· 롤투롤 공정 선정 : 마이크로 그라비아 / 슬롯다이
· 단막 특성 확보 (균일도 10%)
· 광변색 필름 구조 평가
· 코팅 공정 확보
: 대면적화 시 레진특성 변화 有 -> 공정 확보
: 대면적화 시 두께 확보
o 플라스틱기판 기반 전기변색 소자 핵심 기술 개발
· 가시광 투과도 변색범위 (20 ~ 65%)
· 변색시간 12분 수준의 전기변색 소자 공정 기술 개발
· 내구성 30,000 회
o 복합 창호화를 위한 대면적 플렉시블 기반 전기변색 소자 내구성 향상 기술 개발
o 고이동도를 갖는 전해질 특성 최적화 기술 개발
o 광환경에 따른 능동적 구동 제어 알고리듬 개발 및 구동 모듈 version 1.0 제작

□ 연구개발성과
⦁ 본 연구수행을 통해 제작한 스마트 윈도우용 전기변색 필름은 롤투롤 공정을 이용하여 제작하였음. 최종년도에 제작한 대면적 전기변색 소자의 크기는 500mm x 1,000mm 로 공급된 ITO필름의 크기에 따라서 소자의 크기를 결정하였음. 본 연구를 위해 사용한 PET필름의 ITO 전극의 면저항은 30Ω/m² 이었으며 필름의 두께는 125 마이크론의 두께를 사용하였음. 최종결과 투과도는 탈색시 72%, 착색시 9.6%로 62% 이상의 변색범위를 달성하였으며, 변색시간도 탈색시 6분 30초, 착색시 7분 수준으로 모두 10분 이내의 변색시간을 달성하였음. 내구성 측정결과 50,000회에서도 특성의 저하는 나타나지 않을 것으로 조사되었음

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
⦁ 본 과제를 통하여 광환경에 따른 능동적 구동 제어 알고리즘 전기변색필름에 관한 연구 및 기술을 기초로 하여 국내기업 및 해외기업의 경쟁력을 강화함과 동시에 개발된 기술이 산업화를 통한 관련 분야 산업의 경쟁력을 강화하며, 나아가 수입 중심의 제품을 국내화하는 계기가 될 것으로 기대한다.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 4
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 8
• 제 2 절 국내‧외 관련 기술 및 시장의 현황 ... 9
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적‧경제적 파급효과 ... 11
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 12
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 12
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발범위 ... 13
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 16
• 1) 연구수행 결과 ... 16
• 2) 목표 달성 수준 ... 42
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 42
• 5. 연구개발성과의 활용 및 사업화 계획 ... 43
• 끝페이지 ... 44