혼성반도체로 제조된 염료감응형 태양전지의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characterization of Hybrid Semiconductor-Based Dye-Sensitized Solar Cells)

서지정보

· 발행기관 : 한국화학공학회
· 수록지 정보 : Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHAK) / 49권 / 2호 / 175 ~ 180페이지
· 저자명 : 이성규, 이영석, 정의경, 임지선

초록

본 연구에서는, 전자의 재결합을 감소시켜 염료 감응형 태양전지의 효율을 향상시키고자 다른 에너지 준위를 갖는TiO_2와 V_2O_5을 혼합하여 TiO_2/V_2O_5 혼성반도체를 제조하였다. 또한 제조된 TiO_2/V_2O_5 혼성반도체는 페인트 쉐이커를 이용하여 회쇄 후 염료 감응형 태양전지의 제조 및 전기화학적 특성 평가를 함으로써 V_2O_5 혼합 및 회쇄 효과가전지효율에 미치는 영향을 고찰하였다. I-V 곡선을 통하여 측정된 염료 감응형 태양전지의 효율은 V_2O_5 혼합 및 회쇄효과에 의하여 2.9에서 5.7%로, TiO_2 염료 감응형 태양전지에 비하여 약 2배 증가하였다. 이러한 결과는 TiO_2의 전도대보다 낮은 전도대를 갖는 V_2O_5의 도입으로 효과적으로 전자를 FTO 유리에 전달하여, 전자가 염료 및 전해질과의재결합을 감소하게 되어 에너지 전환효율이 증가된 것으로 여겨 진다. 또한, 임피던스 결과도 회쇄된 TiO_2/V_2O_5 혼성반도체의 효과를 나타내는 TiO_2/염료/전해질 계면의 저항감소를 보여 주었다.

영어초록

In this study, the TiO_2/V_2O_5 hybrid semiconductors were prepared by mixing TiO_2 and V_2O_5, and a subsequent smash process to reduce the recombination of electron and improve the efficiency of solar cells. Dye-sensitized solar cells were constructed using the resultant hybrid semiconductor, and their electrochemical properties were also investigated. The photocurrent-voltage curve obtained with the cells indicated a significant increase in the efficiency from 2.9 to 5.7% by the factor of 2 compared to the result obtained only with TiO_2. It is believed that the introduction of V_2O_5 effectively transport electrons in the TiO_2 conduction band to FTO glass and suppress recombination with the dye and/or the electrolyte, thus yielding an efficient performance of the dye sensitized solar cell. The impedance values also indicated a decrease of resistance in the interface of TiO_2/dye/electrolyte supporting the constructive contributions of the smashed TiO_2/V_2O_5 hybrid semiconductors for the efficiency.

참고자료

· 없음