태양전지 전극막

소개

태양전지는 이러한 청정, 신재생 에너지의 새로운 형태로 많은 연구 관계자들의 깊은 관심을 받고 있다. 현재의 태양전지는 셀 효율 11%을 달성했지만, 이 결과는 지난 10여 년간 집중적으로 연구해 온 입자형 아나타제-TiO 전극을 최적화하여 얻은 것을 생각할 때, 향 후 반도체 전극막에 대한 연구는 기존의 개념을 넘는 창의력이 필요한 분야일 것이다. 기존 광전 물질에 대한 이해를 넓히는 동시에 새로운 나노 구조물, 새로운 물질에 대한 탐구도 병행되어야 하는 분야가 나노 반도체 전극막이라고 생각된다.

목차

1. 서론
2. DSSC의 작동 원리
3. 입자형 TiO2 반도체 전극막
3.2 전자 전달 특성
4. ZnO 전극
5. SnO 전극
6. 기타 산화물 전극
7. 연구동향
8. 결론

본문내용

1. 서론
염료감응 태양전지(DSSC; dye-sensitized solar cell), 유기태양전지와 같은 새로운 태양전지의 개발은 석유자원이 금세기에 모두 고갈될 것이라는 인식이 대중에 확산되면서 빠른 속도로 전개되고 있다. 향 후 50년 이내에 인류가 필요로 하는 에너지는 두 배 이상으로 증가할 것이기 때문에 이러한 신재생 에너지의 개발은 필수 불가결한 것으로 생각되는 것이다. 또한 대기오염, 온실효과 등 환경 재난의 우려가 날로 심각해지고 있는 현실도 이러한 태양전지에 관한 연구에 관심이 모아지는 원인이 되고 있다. 여기에 기존의 실리콘 태양전지는 높은 가격과 원료고갈(실리콘)의 문제를 안고 있고, 유기태양전지는 화학적 불안정성과 낮은 에너지 변환 효율로 인하여 아직은 기초연구에 주력할 시기이다. 이러한 현실에서 DSSC는 낮은 가격과 비교적 높은 효율로 차세대 태양전지로서 주목받고 있다. DSSC는 광합성 원리를 적용한 광화학전지로 1991년 스위스의 그레첼 그룹에서 보고한 이 후 현재 효율 11%를 달성하였고, 유연성, 착색성, 투명성 등 독특한 성질을 띠어 현재 국내외 산업체에서도 큰 관심을 보이고 있다. DSSC는 투명 전극 물질, 염료, 산화물 반도체, 전해질물질로 구성되는데 본 총설에서는 산화물 반도체 소재물질에 관하여 중점적으로 논의하고자 한다.
2. DSSC의 작동 원리
그림 1은 양극, 음극 및 전해질로 이루어진 DSSC의 셀 구조를 보여준다. 양극, 음극 기판은 일반적으로 전도성 투명 유리가 적용되는데 양극에는 백금 나노입자가 나노코팅되어 있고, 음극에는 다공성 나노결정 반도체막이 도포된다. 반도체 결정의 크기는 5 nm에서 수십 nm이고, 반도체막의 두께는 5∼20 μm 정도이고 면적 질량은 1∼4 mg/cm가 일반적이다. 반도체막 표면에는 염료분자가 단분자층으로 화학 흡착되어 음극을 이루고, 양극과 음극 사이에는 I/I 산화-환원 전해질계가 존재하여 DSSC를 형성한다.
DSSC의 작동과정을 간단히 단계별로 살펴보면 다

참고자료

· 없음