| 초록 |
염료감응 태양전지는 기존의 실리콘 태양전지와는 달리 식물의 광합성원리가 응용되는 전지이다. 소자에 빛이 조사되면 유기염료에서 빛을 받아 들여 전자를 생성시키고 산화물 반도체인 TiO2를 통해 이동되어 요오드계 전해질을 통해 산화·환원되는 순환메커니즘을 따르고 있다. 일반적으로 상대전극에 백금 촉매가 사용되지만, 비싼 가격과 매장량의 한계 때문에 이를 해결하고자 대체 연구가 진행되고 있다. 대체물질에는 무기 반도체 (CoS, NiS, TiN, MoN, Fe2N), 전도성 고분자 (polypyrrole polypyrrole, polyaniline, poly(3,4-ethylenedioxy thiophene)-poly(styrenesulfonate) (PEDOT-PSS)) 및 carbon 기반 물질 (graphite, 탄소나노튜브 (carbon nanotube, CNTs), 탄소나노섬유 (carbon nanofibers, CNFs)) 등이 있다. 이 중 탄소나노섬유는 고강도, 경량성, 큰 비표면적 및 높은 전기전도도 등의 우수한 특성을 가지기 때문에 각광받고 있다. 따라서 본 연구에서는 백금 촉매의 담지량을 줄여 가격을 절감하고, 다공성 탄소나노섬유를 지지체로 사용함으로써 백금촉매를 고르게 분산시켜 고성능의 상대전극을 제작하였다. 이때 지지체는 전기방사법을 통해 합성하였으며, 함침법을 이용하여 지지체 대비 40 wt%의 백금을 담지 하였다. 이렇게 제작된 전극은 scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), x-ray diffraction (XRD) 및 x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 통해 구조적, 화학적 특성을 평가하였으며 전기화학적 특성과 광전변환 효율을 분석하기 위해 cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) 및 solar simulator를 사용하였다. 본 학회에서 더 자세한 사항에 대해 논의할 것이다. |
