DSSC cell제작

소개

재료공정실습 태양전지 DSSC 셀제작 실습 A뿔 보고서

목차

1. 실험 목적

2. 관련 이론

1. 염료감응형 태양전지 개념
2. 염료
3. 전해질
4. 금속 대전극
5. n-형 산화물

참고 문헌

본문내용

2. 관련 이론
1. 염료감응형 태양전지 개념
다음 그림은 염료감응 태양전지의 작동 원리 및 셀 구조를 보여주고 있다. 표면에 염료 분자가 화학적으로 흡착된 n-형 나노입자 반도체 산화물 전극에 태양 빛 (가시광선)이 흡수되면 염료분자는 전자-홀 쌍을 생성하며, 전자는 반도체 산화물의 전도띠로 주입된다. 반도체 산화물 전극으로 주입된 전자는 나노입자간 계면을 통하여 투명 전도성막으로 전달되어 전류를 발생 시키게 된다. 염료 분자에 생성된 홀은 산화-환원 전해질에 의해 전자를 받아 다시 환원되어 염료감응 태양전지 작동 과정이 완성 된다.
빛 에너지를 흡수한 루테늄계 염료는 바닥상태에서 들뜬상태로 전이한 후 두 가지 과정을 거쳐 전자주입이 이루어진다. 열화 되지 않은 단일항 들뜬상태로 부터 반도체 전도띠로 전자주입 되는 과정과 내부 진동-이완 과정을 거쳐 삼중항 들뜬상태로 이동된 열화전자가 주입되는 과정. 이때 전자주입은 펨토초 내지 피코초의 매우 빠른 속도로 주입되며, 산화된 염료는 수 나노초 내에 재생된다. 반면 전자가 표면상태를 거쳐 전해질로 손실되는 재결합 속도는 마이크로-밀리초로 다소 느리기 때문에 대부분의 광전자는 반도체 전도띠로 주입되어 전자전달에 참여하여 광-전기 에너지 변환효율이 우수하며, 아울러 장기 안정성 또한 우수함이 실험적으로 증명되었다.
광전자 주입과 염료 재생 속도는 매우 빠르게 진행되는 반면, 전자전달은 확산에 의해 진행되기 때문에 밀리초 정도로 느려 재결합 속도와 경쟁관계에 있다. 따라서 염료감응 태양전지의 광전변환 특성은 속도론적 관점에서 볼 때 전자전달 속도와 재결합 속도를 제어하는 기술에 의해 영향을 받을 수 있다.

참고자료

· 1. http://www.eetkorea.com/ART_8800543509_480703_NT_89279e25.HTM. 전자엔지니어. 눈 앞에 터진 마르지 않는 유전: 태양 에너지.
· 2. http://cafe.daum.net/DSSC. 염료감응형태양전지(DSSC) 다음카페.
· 3. http://dssc.kist.re.kr/. 한국과학기술연구원 태양전지 연구센터.