| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2020년 가을 (11/18 ~ 11/20, 휘닉스 제주 섭지코지) |
| 권호 | 26권 1호 |
| 발표분야 | C. 에너지 재료 분과 |
| 제목 | 셀룰로오스 나노구조체 이용 염료감응 태양전지(DSSC)의 특성 향상 연구 |
| 초록 | 태양전지는 청정하고 무한한 태양에너지를 매개체로 하여 이를 가장 효율적인 에너지 형태로 직접 변환하기 때문에 어디서나 활용할 수 있다는 장점이 있으며, 대체에너지 및 환경 친화적 산업의 중추가 될 것으로 기대되고 있다. 이 중 염료감응형 태양전지(dye sensitized solar cell)는 기존의 박막태양전지에 비해 보다 친환경적이고 저렴한 소재들로 제조될 수 있다는 장점으로 인해 다양한 방법으로 연구가 진행되고 있다. DSSC는 광이 약하거나 흐린 날에도 활성을 보이기 때문에 활용도가 다양하지만, 광전변환 효율이 4~7% 수준으로 기존의 태양전지에 비해 매우 낮다는 것이 단점이다. 본 연구에서는 DSSC의 고효율화를 위해 전자 이동을 담당하는 wide bandgap 반도체인 티타니아(TiO2)를 개기공(open channel) 다공체로 제조하여 유기염료 흡착의 용이성을 극대화하고자 하였다. 기공을 유도하기 위한 지지체로는 천연소재인 셀룰로오스 나노크리스탈(cellulose nanocrystal)을 사용하여 하소 후 지지체를 제거하는 후처리 공정이 불필요하게 하였으며, 티타니아의 비표면적을 230 m2/g 수준으로 최적화하였다. 뿐만 아니라, 전구체에 molybdenum 전이금속을 도핑하여 UV-Vis 전 영역의 흡광도를 90% 이상으로 높임으로써 제작된 DSSC의 빛에 대한 반응성을 제고하였다. 다공성 티타니아의 비표면적, 기공의 분포, 결정성, 흡광도 등과 DSSC 제작에 사용된 염료, 전해질의 종류 등에 대한 변수가 광전변환 효율에 미치는 영향을 주로 분석하였다. 나노셀룰로오스 기반의 티타니아를 제조하여 이를 광전지 소재에 활용함으로써, 고효율 DSSC 제조 공정상의 새로운 개념을 도입하려 한다. |
| 저자 | 윤용희1, 정철환1, 전은정1, 권재경2, 이원희1 |
| 소속 | 1세종대, 2국립산림과학원 |
| 키워드 | <P>셀룰로오스; 티타니아; DSSC; 광전변환 효율</P> |
