초록 ▼

본 연구를 통하여 총 4편의 SCI논문을 게재하였으며 나노탄소소재인 그래핀을 염료감응형 태양전지에 적용하여 성공적으로 그래핀의 특성을 확인하였으며, 그래핀을 염료감응형 태양전지에 적극으 구성물질로 적용가능한지를 고찰하였다.
본 연구에서는 용액공정을 적용하여 그래핀을 준비하였으며, Au 나노입자와 Ag 나노와이어와의 복합전극을 시도하여 기존의 그래핀만의 전극이 갖는 낮은 전도도 또는 전극활동문제를 해결하였다.
이온빔과 플라즈마 처리기술을 염료감응형 태양전지에 적용하였으며, 두가지 건식방법을 비교하여 이들 각각의 건식표면처리

본 연구를 통하여 총 4편의 SCI논문을 게재하였으며 나노탄소소재인 그래핀을 염료감응형 태양전지에 적용하여 성공적으로 그래핀의 특성을 확인하였으며, 그래핀을 염료감응형 태양전지에 적극으 구성물질로 적용가능한지를 고찰하였다.
본 연구에서는 용액공정을 적용하여 그래핀을 준비하였으며, Au 나노입자와 Ag 나노와이어와의 복합전극을 시도하여 기존의 그래핀만의 전극이 갖는 낮은 전도도 또는 전극활동문제를 해결하였다.
이온빔과 플라즈마 처리기술을 염료감응형 태양전지에 적용하였으며, 두가지 건식방법을 비교하여 이들 각각의 건식표면처리 방법이 광전효율 향상에 미치는 효과를 비교 분석하였으며 이에 대한 연구 결과를 SCI논문인 Chemical Physics Letter에 발표하였다. 산소이온빔 처리는 효과적으로 TiO₂ 입자 크기를 감소시켰으며 표면적의 증가를 유발시켰고, 이로 인한 현저한 전류밀도 향상이 관찰되었다. 또한 표면적의 증가에 의한 염료의 흡착량이 향상됨을 확인하였고, 500 eV와 1000 eV의 이온빔 처리에 의하여 산소 결함의 양이 감소하였고 단략전압의 향상을 관찰하였다. 이온빔 처리를 통하여 미처리 TiO2전극에 비하여 약 6.14%의 광전환효율 향상을 얻었다. 본 결과는 SCI 논문인 Journal of Materials Research에게재되었다.
산소 기공이 포함된 TiO₂ 표면의 결함을 연구하여 결함이 염료감응형 태양전지의 성능에 미치는 영향을 고찰하였다. 질소이온빔을 이용한 표면개질에 의하여 염료감응형 태양전지의 역반응을 제한하였다.
전하의 재결합 반응은 염료감응형 태양전지의 성능을 저하시키는 주요인자이다. 다양한 질소도핑 이온빔 조사를 통하여 BET표면적을 2.19 m²/g 로 증가시키고 기공부피를 0.283 cm³/g로 증가시켰는데 이는 미처리 시료의 표면적인 56.65 m²/g과 기공부피인 0.141 cm³/g에 비하여 현저히 향상된 값이다.TiO₂ film. TiO₂ lattice 내의 Interstitial 과 substitutional에 의한 질소원자의 도입을 XPS와 라만분광분석을 통하여 확인하였다. 질소이온빔에 의하여 TiO₂ 개질을 하여 약 26%의 광백금을 적용하지 않으면서 투명한 전극소재로 그래핀-은 나노와이어 전극을 개발하여 염료감응형 태양전지의 광전환효율을 향상시켰다. 단순한 용액공정으로 구성된 2층 구조의그래핀과 은나노와이어 복합층을 구성하여 염료감응형 태양전지에 적용가능성을 확인하였으며 기존의 전극 특성과 비교하였다.
AgNW–I그래핀 하이브리드 전극은 그래핀이 0.88 ug/cm² 의 그래핀이 로딩된 경우에 약 1.61%의 광전환효율을 보였으며 이는 백금으로 제조된 염료감응형 태양전지의 광전환효율인 1.87%과 비교된다. 이와 같은 결과는 SCI 저널인 Chemical Physics Letters에 게재되었다.
이상의 연구 결과를 통하여 염료감응형 태양전지의 성능향상에 미치는 인자에 대한 기초연구를 수행하였으며, 그래핀 탄소나노소재를 적용하여 태양전지 전극의 적용가능성을 연구하였다. 본 연구의 결과는 그래핀계 복합전극 제조 및 개발의 기초연구로 향후 그래핀 적용 염료감응형 태양전지에 많은 아이디어를 적용할 것으로 예상된다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목 차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 6
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 7
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 12
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 13
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 13
• Ⅲ. 연구성과 ... 14
• 끝페이지 ... 16