TiO를 이용한 염료감응형 태양전지의 제조 및 특성

김길성; 김영순; 김형일; 서형기; 양오봉; 신형식

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김길성 (전북대학교 화학공학부 박막재료실) 김영순 (전북대학교 화학공학부 박막재료실) 김형일 (전북대학교 화학공학부 박막재료실) 서형기 (전북대학교 화학공학부 박막재료실) 양오봉 (전북대학교 화학공학부 첨단방사선응용연구센터) 신형식 (전북대학교 화학공학부 박막재료실)

저널정보: 한국화학공학회 화학공학 화학공학 제44권 제2호

발행연도: 2006.1

수록면: 179 - 186 (8page)

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$TiO_2$를 나노튜브(nanotube)와 나노입자(nanoparticle)의 두 가지 형태로 제조하여 닥터 브레이드 방법과 $450^{\circ}C$에서의 소결 공정을 통하여 다공성막으로 제조하였다. 이 다공성막을 작용물질로 사용하여 염료감응형 태양전지를 제조하고 그 특성을 조사하였다. $TiO_2$ 나노입자는 수소화 티탄염 나노튜브를 $180^{\circ}C$에서 24시간 동안 가수열분해 처리함으로써 합성하였다. 이 $TiO_2$ 나노입자를 다공성막으로 사용하여 제작한 염료감응형 태양전지의 에너지 효율(${\eta}$)은 8.07％이며, 개방전압(open-circuit potential, $V_{OC}$), 단락전류(short-circuit current, $I_{SC}$)와 fill factor(FF) 값은 각각 0.81 V, $18.29mV/cm^2$와 66.95％이었다. 나노튜브 $TiO_2$를 제조할 경우에는 NaOH 용액의 농도를 3M과 5M로 변화시켰다. 그 결과 3M NaOH 용액에서 합성된 나노튜브 $TiO_2$를 다공성막으로 사용하여 제작된 염료감응형 태양전지의 에너지 효율(${\eta}$)은 6.19％이었으며, $V_{OC}$, $IV_{SC}$와 FF 값은 각각 0.77 V, $12.41mV/cm^2$와 64.49％이었다. 반면에 5 M NaOH에서는 전자이동성이 좋지 않아 효율이 4.09％로 감소하였다. 본 연구 결과 가수열분해법에 의해 제조한 $TiO_2$ 나노입자로 제조한 염료감응형 태양전지의 효율이 가장 높았다.

#Dye-sensitized Solar Cells #Solar Energy Conversion Efficiency #Hydrothermal Treatment #$TiO_2$ Nanotube #$TiO_2$ Nanoparitcle

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