염료감응 태양전지용 고효율 염료 개발

소개

염료감응 태양전지용 고효율 염료 개발

목차

1. Instruction
2. Operation principle of the dye-sensitized solar cell (DSC)
3. DSC Organic dyes
4. DSC development system
5. conclusions

*References

본문내용

1. Instruction
최근 원유가격 급등과 온실가스 배출 관련 교도협약으로 인해 에너지 수입의존도가 높은 나라들은 미래의 에너지와 환경문제를 극복할 수 있는 신 재생에너지 개발 및 사용화가 절실한 상황이다. 현재 연구하고 있는 신 재생에너지 중 무한한 태양빛을 에너지원으로 하는 환경 친화적인 태양전지의 중요성이 부각되고 있다. 태양전지 제조기술은 태양전지 종류에 따라 실리콘 태양전지와 화합물 반도체 태양전지 등으로 크게 분류할 수 있으며, 현재 상용화되어 시판되고 있는 태양전지는 단결정 및 다결정 실리콘 태양전지, 비정질 실리콘 태양전지 등이 있고 또 다른 태양전지의 유형으로 1991년 스위스 Gratzel그룹에서 보고한 연료감응형 태양전지(Dye-sensitized Solar cell)연구는 1991년 나노 사이즈의 넓은 에너지 띠 간격(wide band gap : 3.2eV)를 같는 다공성 TiO2을 이용하여 nature 지에 전환효율 7,1%을 발표함으로써 본격화 되어 현재는 10%가 넘는 에너지 변환 효율을 나타내고 있다.
이런 고효율 염료감응형 태양전지의 핵심 재료는 크게 세 가지를 들 수있다.
1) 염료(dye)
2) 전해질(electrolyte)
3) 금속 산화물(metal oxide)
(중 략)

3. DSC Organic dyes
Grätzel 시스템의 유기금속 염료는 현재 염료감응형 태양전지 염료연구의 흐름상 여러 진화를 통해 3세대 염료 연구가 진행되고 있다고 볼 수 있고 또 지금도 진화에 진화를 거듭하고 있다고 볼 수 있다.
1 세대 염료：전하 분리(charge separation)와 전색체(pan- chromatic sensitizers) 개념.
2 세대 염료：1세대+소수성기를 이용한 안정성 향상 개념(젤 형태의 ionic liquid전해질사용)
3 세대 염료：2세대＋π-Conjugation을 이용한 광흡수 향상 개념 염료감응형 태양전지가 기존의 상용 태양전지와 비교해 가장 큰 차이점은 가시광 영역에서 광흡수와 전하 분리(charge separation)의 과정을 분리한 것이다. 상기 광흡수 물질로서 가능한 염료와 넓은 band gap의 반도체 다공성 금속산화물의 개념들과 용이한 공정 조건들은 실제 태양전지 시장에 진입할 수 있는 매력적인 제조단가와 에너지 변환 효율을 제시하게 되었다.

참고자료

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