< 고감도 자외선 (UV-C) 구조 및 동작 원리 [한국연구재단 사진인용] >

[한국기술뉴스] 4일 한국연구재단은 박정웅 교수 연구팀이 자가동력 고감도 자외선(UV-C) 감지센서를 개발했다고 밝혔다.

자외선은 피부암이나 백내장을 유발할 수 있고, 건물이나 자동차 등의 노후화를 가속시킨다. 자외선 모니터링은 안정적인 야외활동과 식물생장 및 건물수명에 중요한 역할을 한다. 기존 자외선 센서는 산화물세라믹이나 실리콘 소재로 고온에서 진공증착으로 얇은 박막을 코딩한다. 또한 대기 중 노출시 산화 및 열적 파괴에 따른 보호막이 필요하다.

이에 연구팀은 태양전지에서 빛을 흡수해 에너지로 변환하는 페로브스카이트를 이용했다. 외부전원 없이 자외선을 광원으로 내부에서 발생된 전류만으로 구동할 수 있다. 또한 할라이드 페로브스카이트 용액을 기판 위에 떨어뜨린 후 회전시켜 원심력으로 액체를 밀려나가게 하는 스핀코팅으로 공정도 간단하다. 휘어지면서 투명한 플라스틱 기판을 사용하면 웨어러블 디바이스 기술과도 접목이 가능하다.

개발된 센서는 기존 산화물 기반의 UV-C 센서 대비 감도가 약 1,000배 이상 향상되었고 100회 이상 연속측정 후에도 감도가 유지됐다. 최대 200배 빠른 반응속도도 장점이다. 또한 3주가 지난 후에도 자외선 광 감지능력의 80% 이상 유지되는 안정성을 보였다. 

개발된 센서의 단위 셀 면적은 400mm2 (20×20mm)로 연구팀은 향후 대면적 제작과 성능향상을 위한 연구를 지속할 계획이다. 

이번 연구성과는 영국왕립화학회가 발간하는 국제학술지 ‘저널 오브 머티리얼즈 케미스트리 에이’에 지난 8일 게재됐다.