Abstract
In this work, a new type of DSCs based on nanoporous FTO structure is being developed for research aimed at low-cost high-efficiency solar cell application. The nanoporous FTO materials have been prepared through the sol-gel combustion method followed by thermal treatment at $450{\sim}850[^{\circ}C]$. The properties of the nanoporous FTO materials were investigated by IR spectra, BET and TEM analyses, and the photovoltaic performance of the prepared DSCs were examined. It can be seen from the result that the nanoporous FTO exhibited good transparent conductive properties, well suited for DSCs application.
본 연구에서는 염료 태양전지(Dye-sensitized solar cells; DSCs)에 적용하기 위한 나노-다공질의 FTO(F:$SnO_2$) 재료를 Sol-gel 연소법을 이용하여 다양한 열처리 온도를 변수로 제작하였으며, 각각의 결과물들에 대한 물성적 특성을 고찰하였다. FTO nano-powder는 SnCl4-98.0[%]와 HF-$48{\sim}51$[%]가 교반된 것에 NH4OH를 Sol-gel법의 촉매로 사용하였고, 첨가재로써 Ketjen Black을 사용하였다. 얻어진 결과물에 대한 XRD 측정 결과, 열처리 온도가 상승함에 따라 $SnO_2$의 회절각인 25.6[$^{\circ}$]($2{\Theta}$) 부근에서 강한 peak값이 나타났다. XPS 측정 결과에 의하면, 각각의 F1s, Sn 3d, O 1s의 binding energy는 682, 484, 528[eV]에서 광전자 피크가 확인되었다. 열처리 온도가 증가함에 따라 표면적이 감소하며, pore size는 증가함을 BET측정 결과로 알 수 있었다. 본 실험을 통해 열처리 온도조절에 따른 나노-다공성 FTO powder의 특성제어가 용이함이 확인되었고, Sol-gel 연소법에 의한 간단하고 효과적인 방법으로 나노-다공성 소재의 제작이 가능하여, DSCs의 응용에도 유용할 것으로 기대된다.
