| 초록 |
염료감응형 태양전지(dye-sensitized solar cell, DSSC)는 간단한 공정으로 저렴하게 제조가 가능하면서 비정질 실리콘 태양전지와 유사한 높은 에너지 변환 효율을 갖는다는 점에서 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 염료감응형 태양전지의 광전극(photo-electrodes)으로는 밴드갭이 넓으며 화학적 안정성이 우수한 TiO2 나노분말이 사용되고 있으며, 나노분말은 일반적으로 액상법(수열합성법, sol-gel 법)으로 제조되고 있다. 그러나 액상법으로 합성한 분말은 불균일한 입자크기와 넓은 입도분포를 가져 태양전지 광전극 제조 시 불균일한 미세구조를 형성하여 특성을 저하시키는 요인이 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 좁은 입도분포 및 균일한 나노입자 합성에 유리한 화학기상응축법(chemical vapour condensation, CVC)을 이용하여 TiO2 나노분말을 합성하고, 이 분말을 태양전지 광전극에 적용하고자 하였다. 합성한 분말의 입자크기에 따른 광전극의 미세구조를 분석하였으며, 미세구조에 따른 태양전지의 광전변환효율을 조사하였다. TiO2 나노분말 합성을 위해 전구체로는 TTIP(Titanium iso-propoxide)를 사용하였고, CVC 합성을 위한 이송가스와 반응가스로는 각각 He(1 lpm)과 O2(4 lpm)를 사용하여 700oC에서 TiO2 나노입자를 합성하였다. XRD 분석 결과 anatase 상을 나타내었으며, TEM을 통한 미세구조 분석결과 평균 5 nm의 균일한 입자크기를 나타내었다. 광전특성을 조사하기 위해 본 실험에서 제조한 TiO2 나노분말로 DSSC 셀을 제작한 후 태양광과 유사한 100mW/cm2(A.M. 1.5) 조건 하에서 광전변환효율을 측정하였다. |
