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3차원 헬릭스 나노 구조를 기반으로 하는 에너지 전환용 광전극 원문보기

세라미스트 = Ceramist, v.18 no.2, 2015년, pp.19 - 33  

김종규 (POSTECH 신소재공학과) ,  최일용 (POSTECH 신소재공학과) ,  권현아 (POSTECH 신소재공학과) ,  이승희 (POSTECH 신소재공학과)

초록이 없습니다.

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
1차원 나노 구조광전극 기반의 염료감응 태양전지가 기존 나노 입자 광전극 기반의 염료감응 태양전지의 광전효율과 비슷하거나 더 낮은 광전효율을 보인 이유는? 하지만, 이와 같은 1차원 나노 구조광전극 기반의 염료감응 태양전지는 전해질과 광전극의 넓은 계면 및 향상된 전하 수집 효율에도 불구하고 기존 나노 입자 광전극 기반의 염료감응 태양전지의 광전효율과 비슷하거나 더 낮은 광전효율을 보여주었다.17) 이는 나노 입자보다 낮은 표면적과 적은 산란 효과로 인하여 제한된 태양광 흡수 효율에 기인한 것으로 보인다. 따라서, 1차원 나노 구조에 나노 입자를 포함시킨 복합체 구조 혹은 TiO2 나노선이 3차원적으로 연결된 나노 구조 등과 같이 태양광 흡수 효율과 전하 수집 효율을 동시에 향상시킬 수 있는 광전극 연구가 활발히 진행중이다.
화석연료 연소시에 발생하는 가스들의 종류 및 문제점은? 탄소와 수소의 화합물인 화석연료는 연소(산소와의 반응)하면서 발생하는 에너지를 우리가 사용할 수 있도록 해준다. 하지만, 화석연료연소시에발생하는황산가스(SOx), 질산가스(NOx), 분진 등과 같은 물질은 대기오염의 원인이 되고, 이산화탄소(CO2)는 여러 가지 온실가스들과 함께 지구온난화의 주범이 되고 있다. 영향력있는 세계 기구나 국가 기관에서는 천연가스, 석탄, 석유와 같은 화석연료의 매장량이 얼마 남지 않았다고 보고하고 있으며, 화석연료 매장량의 한계에 대한 심각성을 알리기 위해 노력하고 있다.
친환경적이고 지속가능한 신재생에너지원의 종류에는 어떠한 것들이 있는가? 2009년 국제신재생에너지기구(IRENA, International Renewable Energy Agency)가 설립되었고, 각국의 에너지 관련부처는 효과적인 환경에너지 정책을 수립하기 위해 노력하고 있으며, 대학과 연구 기관의 연구자들은 다양한 에너지 전환 시스템을 통하여 신재생에너지원을 개발하고 활용하기 위한 연구를 수행하고 있다. 친환경적이고 지속가능한 신재생에너지원으로서는 태양광에너지, 태양열에너지, 풍력에너지, 조력에너지 등이 주로 연구되고 있으며, 실생활에 적용될 수 있는 시스템들이 점차적으로 발전하면서 사람들의 인식도 긍정적으로 변화하고 있다. 제안되는 신재생에너지원들 중에서도 특히, 태양광에너지는 지구 어디에서든 활용될 수 있다는 장점 때문에 많은 연구가 진행되고 있는 신재생에너지원이다.
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참고문헌 (29)

  1. T. M. Razykov, C. S. Ferekides, D. Morel, E. Stefanakos, H. S. Ullal, and H. M. Upadhyaya, "Solar Photovoltaic Electricity: Current Status and Future Prospects," Sol. Energy, 85 [8] 1579-726 (2011). 

  2. M. Gratzel, "Recent Advances in Sensitized Mesoscopic Solar Cells," Accounts of Chem. Res., 42 [11] 1788-98 (2009). 

  3. H. -J. Wang, C. -P. Chen, and R. -J. Jeng, "Polythiophenes Comprising Conjugated Pendants for Polymer Solar Cells: A Review," Materials, 7 [4] (2014). 

  4. S. Hore, P. Nitz, C. Vetter, C. Prahl, M. Niggemann, and R. Kem, "Scattering Spherical Voids in Nanocryst alline $TiO_2$ - Enhancement of Efficiency in Dye-Sensitized Solar Cells," Chem. Commun., [15] 2011-13 (2005). 

  5. V. E. Ferry, J. N Munday, and H. A Atwater, "Design Considerations for Plasmonic Photovoltaics," Adv. Mater., 22 [43] 4794-808 (2010). 

  6. X. He, F. Gao, G. Tu, D. Hasko, S. Huttner, U. Steiner, N. C. Greenham, R. H. Friend, and W. T. Huck, "Formation of Nanopatterned Polymer Blends in Photovoltaic Devices," Nano Lett., 10 [4] 1302-07 (2010). 

  7. D. CheW. Zhao and T. P. Russell, "P3HT Nanopillars for Organic Photovoltaic Devices Nanoimprinted by AAO Templates," ACS Nano, 6 [2] 1479-85 (2012). 

  8. A. L. Beaudry, R. T. Tucker, J. M. LaForge, M. T. Taschuk, and M. J. Brett, "Indium Tin Oxide Nanowhisker Morphology Control by Vapour-Liquid-Solid Glancing Agnle Deposition," Nanotechnology, 23 [10] 105608 (2012). 

  9. H. Kwon, J. Ham, D. Y. Kim, S. J. Oh, S. Lee, S. H. Oh, E. F. Schubert, K. -G. Lim, T. -W. Lee, S. Kim, J. -L. Lee, and J. K. Kim, "Three-Dimensional Nanostructured Indium-Tin-Oxide Eelectrodes for Enhanced Performance of Bulk Heterojunction Organic Solar Cells," Adv. Energy Mater., 4 1301-566. 

  10. B. O'Regan and M. Gratzel, "A Low-Cost, High-Efficiency Solar Cell based on Dye-Sensitized Colloidal $TiO_2$ Films," Nature, 353 [6346] 737-40 (1991). 

  11. E. Gabrielsson, Molecular Engineering of D- ${\pi}$ -A Dyes for Dye-Sensitized Solar Cells, pp. 10, in Ph. D. Thesis, Royal Institute of Technology, Stockholm, 2014. 

  12. A. Hagfeldt, G. Boscholoo, L. Sun, L. Kloo, and H. Pettersson, "Dye-Sensitized Solar Cells," Chem. Rev., 110 [11] 6595-663 (2010). 

  13. C. Prasittichai and J. T. Hupp, "Surface Modification of $SnO_2$ Photoelectrodes in Dye-Sensitized Solar Cells: Significants Improvements in Photovoltage via $Al_2O_3$ Atomic Layer Deposition," J. Phys. Chem. Lett., 1 [10] 1611-15 (2010). 

  14. M. Gratzel, "Solar Energy Conversion by Dye-Sensitized Photovoltaic Cells," Inorg. Chem., 44 [20] 6841-51 (2005). 

  15. Q. Zhang, D. Myers, J. Lan, S. A. Jenekhe and G. Cao, "Applications of Light Scattering in Dye-Sensitized Solar Cells," Phys. Chem. Chem. Phys., 14 [43] 14982-92 (2012). 

  16. S. H. Kang, S. H. Choi, M. S. Kang, J. Y. Kim, H. S. Kim, T. Hyeon, and Y. E. Sung, "Nanorod based Dye-Sensitized Solar Cells with Improved Charge Collection Efficiency," Adv. Mater., 20 [1] 54-58 (2008). 

  17. K. Zhu, T. B. Vinzant, N. R. Neale, and A. J. Frank, "Removing Structural Disorder from Oriented $TiO_2$ Nanotube Arrays: Reducing the Dimensionality of Transport and Recombination in Dye-Sensitized Solar Cells," Nano Lett., 7 [12] 3739-46 (2007). 

  18. B. Liu and E. S. Aydil, "Growth of Oriented Single-Crystalline Rutile $TiO_2$ Nanorods on Transparent Conducting Substrates for Dye-Sensitized Solar Cells," J. Am. Chem. Soc., 131 [11] 3985-90 (2009). 

  19. M. Law, L. E. Greene, J. C. Johnson, R. Saykally, and P. Yang, "Nanowire Dye-Sensitized Solar Cells," Nature Mat., 4 [6] 455-59 (2005). 

  20. X. Feng, K. Zhu, A. J. Frank, C. A. Grimes, and T. E. Mallouk, "Rapid Charge Transport in Dye-Sensitized Solar Cells Made From Vertically Aligned Single-Crystal Rutile $TiO_2$ Nanowires," Angew. Chemie., 124 [11] 2781-84 (2012). 

  21. E. Galoppini, J. Rochford, H. Chen, G. Saraf, Y. Lu, A. Hagfeldt, and G. Boschloo, "Fast Electron Transport in Metal Organic Vapor Deposition Grown Dye-Sensitized ZnO Nanorod Solar Cells," J. Phys. Chem. B, 110 [33] 16159-61 (2006). 

  22. M. Wang, J. Bai, F. L. Formal, S. J. Moon, L. C. Ha, R. H. Baker, C. Gratzel, S. M. Zakeeruddin, and M. Gratzel, "Solid-State Dye-Sensitized Solar Cells Using Ordered $TiO_2$ Nanorods on Transparent Conductive Oxide as Photoanodes," J. Phys. Chem. C, 116 [5] 3266-73 (2012). 

  23. S. Lee, I. J. Park, D. H. Kim, W. M. Sung, D. W. Kim, G. S. Han, J. Y. Kim, H. S. Jung, and K. S. Hong, "Crystallographically Preferred Oriented $TiO_2$ Nanotube Arrays for Efficient Photovoltaic Energy Conversion," Ener. Environ. Sci., 5 [7] 7989-95 (2012). 

  24. A. B. F. Martinson, J. W. Elam, J. T. Hupp, and M. J. Pellin, "ZnO Nanotube Based Dye-Sensitized Solar Cells," Nano Lett., 7 [8] 2183-87 (2007). 

  25. S. H. Ko, D. Lee, H. W. Kang, K. H. Nam, J. Y. Yeo, S. J. Hong, C. P. Grigoropoulos, and H. J. Sung, "Nanoforest of Hydrothermally Grown Hierarchical ZnO Nanowires for a High Efficiency Dye-Sensitized Solar Cells," Nano Lett., 11 [2] 666-71 (2011). 

  26. Y. Bai, H. Yu, Z. Li, R. Amal, G. Q. Lu, and L. Wang, "In-situ Growth of a ZnO Nanowire Network Within a $TiO_2$ Nanoparticle Film for Enhanced Dye-Sensitized Solar Cell Performance," Adv.Mater., 24 [43] 5850-56 (2012). 

  27. S. H. Lee, H. Jin, D.-Y. Kim, K. Song, S. H. Oh, S. Kim, E. F. Schubert, and J. K. Kim, "Enhanced Power Conversion Efficiency of Quantum Dot Sensitized Solar Cells with Near Single-Crystalline $TiO_2$ Nanohelixes Used as Photoanodes," Opt. Exp., 22 [S3] A867-79 (2014). 

  28. S. H. Lee, J. Kwon, D. Y. Kim, K. Song, S. H. Oh, J. Cho, E. F. Schubert, J. H. Park, and J. K. Kim, "Enhanced Power Conversion Efficiency of Dye-Sensitized Solar Cells with Multifunctional Photoanodes Based on a Three-Dimensional $TiO_2$ Nanohelix Array," Sol. Energ. Mat. Sol. C, 132 47-55 (2015). 

  29. X. Shi, I. Y. Choi, K. Zhang, J. Kwon, D. Y. Kim, J. K. Lee, S. H. Oh, J. K. Kim, and J. H. Park, "Efficient Photoelectrochemical Hydrogen Production from Bismuth Vanadate-decorated Tungsten Trioxide Helix nanostructures," Nature Communications, 5 4775 (2014). 

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