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저온 습식 코팅법에 의한 유연 염료감응 태양전지용 광전극의 제작 및 특성 연구
분야 공학 > 기타(공학)
저자 윤용태 ( Yong Tae Yoon ) , 김영일 ( Yeong Il Kim )
발행기관 한국화상학회
간행물정보 한국화상학회지 2016년, 제22권 제1호, 38~46쪽(총9쪽)
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국문초록
입자 크기가 약 16 및 5 nm인 두 다른 크기의 TiO2 나노입자들과 titanium tetraisopropoxide (TTIP) binder 와 ethanol 용매만으로 제조된 코팅액을 사용하여 130 oC 저온 열처리로 ITO/PEN substrate 위에 메조다공성 TiO2박막들을 형성하였다. 이들 TiO2/ITO/PEN 박막들을 활용한 유연 염료감응 태양전지들을 제작하여 광변환 특성을 비교 연구하였다. 크기가 다른 두 TiO2 나노입자들을 각각 단독으로 사용하여 제작된 cell들의 경우에 크기가 16 nm인 TiO2 나노입자 cell이 5 nm인 나노입자 cell에 비해 박막의 porosity가 훨씬 크고 같은 질량에서 표면적이 훨씬넓어 광변환 효율이 훨씬 높으나 염료 흡착량에 대해 상대적으로 작은 광전류는 입자간의 연결성에 기인되며 큰 입자에 작은 입자를 10% 정도 혼합한 경우에 표면적 증가와 함께 입자간의 연결성을 강화시켜 큰 입자 단독으로 제작된 cell에 비해 광변환 효율이 크게 증가됨을 확인하였다.
 
 
영문초록
Mesoporous TiO2 thin films on ITO/PEN substrate were prepared from two substantially different sizes of TiO2 nanoparticles by low temperature heat treatment. Using these thin film electrodes, flexible dye-sensitized solar cells(DSSCs) were assembled and their photovoltaic characteristics were investigated. The cell of TiO2 film prepared from the larger nanoparticle of 16 nm showed, as expected, much better photoconversion effciency than that from the smaller nanoparticles of about 5 nm due to the increased porosity and surface area for the same amount of TiO2. However, the photocurrent for the former cell did not increase as much as the amount of the increased surface area compared with the latter cell, which means that the interconnectivity between the nanoparticles in the former cell became poorer than that of the latter cell. When TiO2 film was prepared by mixing the larger nanoparticles and the smaller ones in the ratio of 9:1, the prepared solar cell showed much better photoconversion efficiency than the cell with the larger particles only. This means that the smaller particles increased the interconnectivity between the larger particles by filling the void volume without decreasing the porosity and surface area of the TiO2 film.
 
 
Flexible Dye-sensitized Solar cell, TiO2 nanoparticles, mesoporous thin film, ITO/PEN substrate
 
 
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