Applied Chemistry for Engineering, Vol.21, No.2, 162-168, April, 2010
염료감응형 태양전지의 광전자 재결합 방지를 위한 Al2O3 코팅 TiO2 전극 제조
Preparation of Al2O3-coated TiO2 Electrode for Recombination Blocking of Photoelectron in Dye-Sensitized Solar Cells
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초록
최근에 염료감응형 태양전지(dye-sensitized solar cells, DSSCs)의 에너지 변환 효율을 증가시키기 위한 방법으로 흡착된 염료에서 발생되는 광전자가 전해질 속의 산화/환원되는 요오드 이온(I3-/I-)과의 재결합(recombination)을 방지하기 위하여 발생된 광전자를 효율적으로 TiO2 전극을 통해 이동시키는 방법에 관한 연구가 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 이러한 재결합을 방지하기 위하여, 졸-겔 (sol-gel)법으로 합성한 보헤마이트(bohemite) 졸을 이용하여 TiO2 전극에 비해 높은 에너지 밴드갭 (band-gap)을 가지고 있는 Al2O3가 코팅된 이중층의 다공질 나노 TiO2 전극을 제조하고 염료감응형 태양전지에 응용하였다. 특히, 다양한 입자의 크기가 조절된 보헤마이트 졸을 통해 최고의 에너지 변환
효율을 가진 Al2O3가 코팅된 TiO2 광전극 제조 조건을 조사하였다. 입자 크기 100 nm 보헤마이트 졸로부터 제조한 Al2O3가 코팅된 TiO2 전극이 순수 TiO2로 제조한 광전극 층(7.5%)에 비해 높은 에너지 변환 효율(9.0%)을 보였다.
To increase the energy conversion efficiency of dye sensitized solar cells (DSSCs), it has been widely studied how to effectively transferred the electron generated from the adsorbed dye to the TiO2 electrode for avoiding the recombination of injected electrons and iodide ions (I-/I3-). For the blocking of the recombination, in this study, Al2O3-coated TiO2 electrode was prepared and applied for DSSCs. In especial, the optimal preparation conditions of Al2O3 coated onto TiO2 porous film was proposed for higher energy conversion efficiency. As a result, the solar cells fabricated from Al2O3-coated (i.e., particle size of bohemite sol : 100 nm) TiO2 electrodes showed superior conversion efficiency (9.0%) compared to the bare TiO2 electrodes (7.5%).
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