최근 진공공정 사용하는 고가의 실리콘 태양전지를 대체하기 위해 많은 연구들이 진행되고 있다. PN구조의 실리콘 태양전지와 달리, 감응형 태양전지는 흡광층과 전자전달층, 홀 전달층이 구분되어 있어 PN 구조 태양전지보다 순도가 낮아도 된다는 장점이 있고 이는 가격경쟁력으로 이어지게 된다. 본 논문에서 저자는 1차원 광전극을 합성하여 고체형 무기, 유∙무기 감응형 태양전지에 적용을 하였다. 1차원 광전극은 전자의 이동거리를 줄일 수 있고 충분한 크기의 ...
최근 진공공정 사용하는 고가의 실리콘 태양전지를 대체하기 위해 많은 연구들이 진행되고 있다. PN구조의 실리콘 태양전지와 달리, 감응형 태양전지는 흡광층과 전자전달층, 홀 전달층이 구분되어 있어 PN 구조 태양전지보다 순도가 낮아도 된다는 장점이 있고 이는 가격경쟁력으로 이어지게 된다. 본 논문에서 저자는 1차원 광전극을 합성하여 고체형 무기, 유∙무기 감응형 태양전지에 적용을 하였다. 1차원 광전극은 전자의 이동거리를 줄일 수 있고 충분한 크기의 공극을 제공하기 때문에 홀 전달층이 쉽게 공극안으로 들어갈 수 있다. 이는 다공성 TiO2 전극등 기존 전극들보다 높은 효율 향상을 이룰 것으로 기대할 수 있다. 우선, 나노막대 광전극, 나노 와이어 광전극 등 다양한 1차원 광전극 합성법에 대해 알아볼 것이다. 특히, 저자는 1차원 합성법 중 수용성 합성법인 solution-liquid-solid (SLS) 에주목을 하였다. 이후, 무기, 유∙무기 감응체인 Sb2S3, Sb2Se3, and MAPbI3 perovskite 에 대해 소개하고, 각각의 감응체를 전극에 도포하는 CBD, 스핀코팅, 스프레이 방법에 대해 설명할 것이다. 이어 태양전지를 제작하는 전반적인 과정에 대해 설명을 할 것이다. 1차원 ZnO 나노막대 광전극을 합성하고 이를 희생전극으로 사용하여 TiO2 와 SnO2 나노막대 광전극으로 치환하는 방법에 대해 먼저 설명을 한 후, 감응체를 광전극 위에 도포하는 실험방법에 대해 설명을 할 것이다. 마지막으로 이렇게 만들어진 광전극을 XRD, SEM, TEM 등의 분석 방법을 통해 분석을 해 보고, 기존 다공성 TiO2 전극과 1차원 TiO2 나노막대로 태양전지를 만들어 특성평가를 비교해 볼 것이다.
최근 진공공정 사용하는 고가의 실리콘 태양전지를 대체하기 위해 많은 연구들이 진행되고 있다. PN구조의 실리콘 태양전지와 달리, 감응형 태양전지는 흡광층과 전자전달층, 홀 전달층이 구분되어 있어 PN 구조 태양전지보다 순도가 낮아도 된다는 장점이 있고 이는 가격경쟁력으로 이어지게 된다. 본 논문에서 저자는 1차원 광전극을 합성하여 고체형 무기, 유∙무기 감응형 태양전지에 적용을 하였다. 1차원 광전극은 전자의 이동거리를 줄일 수 있고 충분한 크기의 공극을 제공하기 때문에 홀 전달층이 쉽게 공극안으로 들어갈 수 있다. 이는 다공성 TiO2 전극등 기존 전극들보다 높은 효율 향상을 이룰 것으로 기대할 수 있다. 우선, 나노막대 광전극, 나노 와이어 광전극 등 다양한 1차원 광전극 합성법에 대해 알아볼 것이다. 특히, 저자는 1차원 합성법 중 수용성 합성법인 solution-liquid-solid (SLS) 에주목을 하였다. 이후, 무기, 유∙무기 감응체인 Sb2S3, Sb2Se3, and MAPbI3 perovskite 에 대해 소개하고, 각각의 감응체를 전극에 도포하는 CBD, 스핀코팅, 스프레이 방법에 대해 설명할 것이다. 이어 태양전지를 제작하는 전반적인 과정에 대해 설명을 할 것이다. 1차원 ZnO 나노막대 광전극을 합성하고 이를 희생전극으로 사용하여 TiO2 와 SnO2 나노막대 광전극으로 치환하는 방법에 대해 먼저 설명을 한 후, 감응체를 광전극 위에 도포하는 실험방법에 대해 설명을 할 것이다. 마지막으로 이렇게 만들어진 광전극을 XRD, SEM, TEM 등의 분석 방법을 통해 분석을 해 보고, 기존 다공성 TiO2 전극과 1차원 TiO2 나노막대로 태양전지를 만들어 특성평가를 비교해 볼 것이다.
Recently, lots of studies have been done to replace expensive silicon solar cells due to high production cost by vacuum process. To develop cost-effective solar cells, the sensitized type device architecture is more attractive than the p-n heterojunction type device structure because they are compos...
Recently, lots of studies have been done to replace expensive silicon solar cells due to high production cost by vacuum process. To develop cost-effective solar cells, the sensitized type device architecture is more attractive than the p-n heterojunction type device structure because they are composed by absorption layer, hole transport layer (HTL), and electron transport layer (ETL)/photoanode, which can attain high performance by using relatively impure materials. In this work, I studied on the synthesis of one dimensional (1D) photoanode for solid-state inorganic or hybrid type semiconductor-sensitized solar cells because the 1D photoanode can more reduce the electron traveling path length and provide sufficient porosity for infiltration of HTL compared to the conventional mesoporous photoanode such as mesoporous TiO2, thereby it is expected to enhance the performance of the device. Firstly, I reviewed the various synthesis method and growth mechanism for 1D nanorod/wire photoanodes. Especially, I focused on the 1D photoanodes synthesized by solution process through the solution-liquid-solid (SLS) growth mechanism. Then, I introduced the inorganic or hybrid sensitizer such as Sb2S3, Sb2Se3, and MAPbI3 perovskite and their deposition method such as chemical bath deposition (CBD), spin-coating, and spray coating. Secondary, I conducted experiments to synthesize sacrificial 1D ZnO nanorods and to transform them to TiO2 or SnO2 nanorods by solution process. Then, I deposited the Sb2S3, Sb2Se3, and MAPbI3 perovskite on the 1D photoanodes by CBD or spin-coating or spray coating. Finally, I analyzed the photoanodes by XRD, SEM, and TEM and device performance of 1D photoanode based inorganic or hybrid semiconductor-sensitized solar cells
Recently, lots of studies have been done to replace expensive silicon solar cells due to high production cost by vacuum process. To develop cost-effective solar cells, the sensitized type device architecture is more attractive than the p-n heterojunction type device structure because they are composed by absorption layer, hole transport layer (HTL), and electron transport layer (ETL)/photoanode, which can attain high performance by using relatively impure materials. In this work, I studied on the synthesis of one dimensional (1D) photoanode for solid-state inorganic or hybrid type semiconductor-sensitized solar cells because the 1D photoanode can more reduce the electron traveling path length and provide sufficient porosity for infiltration of HTL compared to the conventional mesoporous photoanode such as mesoporous TiO2, thereby it is expected to enhance the performance of the device. Firstly, I reviewed the various synthesis method and growth mechanism for 1D nanorod/wire photoanodes. Especially, I focused on the 1D photoanodes synthesized by solution process through the solution-liquid-solid (SLS) growth mechanism. Then, I introduced the inorganic or hybrid sensitizer such as Sb2S3, Sb2Se3, and MAPbI3 perovskite and their deposition method such as chemical bath deposition (CBD), spin-coating, and spray coating. Secondary, I conducted experiments to synthesize sacrificial 1D ZnO nanorods and to transform them to TiO2 or SnO2 nanorods by solution process. Then, I deposited the Sb2S3, Sb2Se3, and MAPbI3 perovskite on the 1D photoanodes by CBD or spin-coating or spray coating. Finally, I analyzed the photoanodes by XRD, SEM, and TEM and device performance of 1D photoanode based inorganic or hybrid semiconductor-sensitized solar cells
주제어
#One-dimensional nanorods, photoanodes, sensitized solar cells, Sb2S3, Sb2Se3, perovskite
학위논문 정보
저자
이민호
학위수여기관
경희대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
화학공학과
지도교수
유태경
발행연도
2018
총페이지
ix, 48 p.
키워드
One-dimensional nanorods, photoanodes, sensitized solar cells, Sb2S3, Sb2Se3, perovskite
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