| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2019년 가을 (10/30 ~ 11/01, 삼척 쏠비치 호텔&리조트) |
| 권호 | 25권 2호 |
| 발표분야 | C. 에너지 재료 분과 |
| 제목 | 셀룰로오스 나노구조체를 이용한 다공성 티타니아의 광전지 전극소재 연구 |
| 초록 | 태양전지는 태양의 빛에너지를 주 에너지 공급원으로 이용하여 전기에너지로 전환하는 장치로써, 태양광 발전 시스템의 핵심 소재라고 할 수 있다. 태양전지는 빛을 흡수하는 소재의 종류에 따라 크게 1세대 결정질 실리콘계, 2세대 화합물반도체계(CIGS, CdTe), 3세대 유기계(염료감응, 유기박막, 페로프스카이트) 등으로 세분화될 수 있는데, 본 연구에서는 다른 태양전지에 비해 비교적 소자의 구조가 간단하고 제작이 용이하며 친환경적인 염료감응형 태양전지(dye sensitized solar cell, DSSC)의 효율적인 제조 공정에 대해 고찰하였다. 저비용과 친환경을 동시에 추구할 수 있는 DSSC의 가장 큰 단점은 일반적인 실리콘계 태양전지에 비해 효율이 4~7% 수준으로 매우 낮다는 점인데, DSSC의 고효율화 공정을 위해 전자 이동을 담당하는 wide bandgap 반도체인 티타니아(TiO2)를 다공체로 제조하여 염료 흡착의 용이성을 높이고자 하였다. 다공체 유도를 위한 지지체는 셀룰로오스 나노크리스탈(cellulose nanocrystal, CNC)로 하여 티타니아 제조 후의 비표면적을 최대 230m2/g 수준으로 최적화하였다. 뿐만 아니라, 티타니아 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, 전해질 등의 변수에 따른 DSSC의 광전 변환 효율 분석을 주로 진행하며 최대 8% 이상의 효율을 가질 수 있는 DSSC의 메커니즘을 규명하고자 한다. |
| 저자 | 윤용희1, 김소영1, 정철환1, 권재경2, 이원희1 |
| 소속 | 1세종대, 2국립산림과학원 목재화학연구과 |
| 키워드 | 티타니아; 셀룰로오스; 광촉매; 광전지; DSSC |
