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NTIS 바로가기한국재료학회지 = Korean journal of materials research, v.20 no.9, 2010년, pp.483 - 487
권병욱 (한국과학기술연구원, 광전자재료센터) , 손동익 (한국과학기술연구원, 광전자재료센터) , 박동희 (한국과학기술연구원, 광전자재료센터) , 양정도 (한국과학기술연구원, 광전자재료센터) , 최원국 (한국과학기술연구원, 광전자재료센터)
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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염료감응 태양전지는 무엇이며, 어떻게 구성되어 있는가? | 염료감응 태양전지는 일반적인 태양전지의 기본이 되고 있는 p-n 접합형 태양전지와는 달리 접합이 필요치 않는 무접합형 태양전지이며 나노크기 물질로 된 작업전극(Working electrode) 및 상대전극(Counter electrode)과 전극에 코팅되어 광변환 효율을 향상시키는 염료, 전하를 이동시켜주는 전해질로 구성되어 있다.10) 또한 현재 DSSC에 주로 전자 수송층으로 사용되는 물질은 TiO2이나 이번 연구는 밴드갭이 TiO2 (Eg= 3. | |
현재의 화석연료의 소비량을 지속하게 되면 몇 년 이내에 고갈이 예상되는가? | 지난 수십 년간 급격하게 늘어난 이산화탄소 배출로 지구의 기후는 급속도로 변화하고 있다. 또 현재의 화석연료의 소비량을 지속하게 된다면 향후 50년 이내에 고갈이 예상되고 있어서, 화석연료를 대체할 수 있는 획기적인 에너지원의 개발이 강력히 요구되고 있다. 1839년 프랑스의 물리학자 Baquerel에 의해 태양광 에너지가 최초로 도입되면서 태양에너지에 대한 관심은 커져왔고, 1954년 미국의 Bell연구소에서 실리콘을 소재로 한 태양전지가 최초로 개발되면서 유망한 에너지 기술로 인식되기 시작하면서 태양에너지에 대한 연구는 가속화 되었다. | |
염료감응태양전지(Dye-Sensitized Solar Cell)에 사용되는 전자 수송층 재료인 TiO2 나노 입자를 대신하여 밴드갭이 유사한 ZnO 나노 입자를 사용한 DSSC를 만들어 본 결과 본 실험에 대한 요약을 하자면? | 1. Fill-factor는 ZnO의 두께의 차이보다는 크기에 의존하여 크기가 작을수록 높은 값을 보였다. 2. 60 nm 크기 ZnO나노 입자로 형성된 전자 수송층의 두께가 두꺼워 질수록 육각형 모양의 나노 입자의 형태는 더 뚜렷해짐을 알 수 있다. 3. 20 nm 크기의 ZnO 나노 입자 보다는 60 nm 크기의 ZnO 나노 입자로 구성된 전자 수송층을 가지는 DSSC 평균적으로 단위 면적당 흐르는 전류(JSC)나 전압(VOC) 값이 우수하다는 것을 알 수 있었지만, Fill-factor 같은 경우에는 20 nm가 60 nm 크기의 ZnO 나노 입자 보다 낫다는 것을 알 수 있다. 4. 입자가 클 경우 전해질 이동이 유리하나 표면적이 작아 전자·전달에 불리함을 알 수 있다. 5. 일반적으로 만들어지는 TiO2 나노 입자 이용 DSSC같은 경우 450°C이상의 고온에서 열처리하여 제작되지만, 본 연구에서는 hydropolymer 와 ZnO 나노 입자를 혼합한 paste를 이용하여 저온 (200°C) 에서도 열처리를 통하여 ZnO 나노입자 사이에 다공성을 생성시켜 dye가 ZnO 나노입자 표면에 잘 흡착 시켜 소자를 제작한 광효율이 η =1.12% 까지 얻게 된 DSSC를 보여주었다. |
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