• 공업화학
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• 제21권3호
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• pp.291-294
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• 2010

최근 고효율 염료감응형 태양전지를 위한 다층구조의 $TiO_2$ 전극에 대한 연구가 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 입자의 크기가 작고 큰 $TiO_2$로 이루어진 다층구조의 $TiO_2$ 전극에 대해 연구하였다. 나노구조를 갖는 $TiO_2$ 분말은 $TiCl_4$를 가수분해하여 합성하였다. 크기가 7.6 nm 및 18 nm인 $TiO_2$ 분말은 소성온도를 조절하여 얻었다. 다층구조를 갖는 $TiO_2$ 전극이 단락전류(Jsc)에 큰 영향을 미치는 것을 확인하였으며, 또한 다층구조를 갖는 $TiO_2$ 전극이 각각의 입자만을 사용한 염료감응형 태양전지 보다 변환효율이 증가함을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제29권5호
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• pp.215-219
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• 2018

본 논문에서는 레이저 dewetting에 의해 형성된 은 나노입자들의 국소 표면플라즈몬 공명이 감응형 $TiO_2$ 태양전지의 전류밀도 및 효율 향상에 유용하게 이용될 수 있음을 보여준다. 전도성 유리기판 위에 증착된 은 박막을 펄스 레이저 조사에 의해 나노입자로 변환시킨 후 이 기판을 사용하여 감응형 $TiO_2$ 태양전지 셀을 제조한 결과, 은 나노입자를 포함하지 않은 대조군 셀에 비해 성능이 보다 향상됨을 확인하였다. 이는 은 나노입자들에 의한 국소 표면플라즈몬 공명 현상으로 인해 가시광 영역에서의 광수확이 증대되었기 때문으로 분석된다.

• 멤브레인
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• 제21권3호
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• pp.213-221
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• 2011

염료감응형 태양전지를 위한 겔 고분자 전해질막을 제조하였다. 고분자물질로는 Poly(ethylene oxide) (PEO)를 사용하였으며, 가소제로서 poly(ethylene glycol) (PEG)을 첨가하였고, 전해질염 및 $I^-/I_3^-$의 공급원으로서 KI 및 $I_2$를 첨가하여 고분자 전해질막을 제조하였으며, 이와 같은 고분자 전해질막을 바탕으로 염료감응형 태양전지를 제조하였다. 고분자 전해질 내의 가소제로서의 PEG는 95%의 함량으로 주입되었으며, 전해질 내의 EO 1 mole 당 KI mole 수([KI]/[EO] 비)가 0.022, 0.044, 0.066 및 0.088이 되도록 KI가 주입되었다. 이러한 방식으로 제조된 겔 전해질막은 상온에서 왁스(wax) 형태를 보였다. 낮은 KI 함량의 영역에서는 KI 함량이 증가하면서 전해질막을 통한 이온전도도가 증가하였으며, [KI]/[EO]비가 0.066인 때에 이온전도도는 최대값을 보인 후 0.088로 증가하면서 이온전도도는 감소하였다. 염료감응형 태양전지에 있어서는 고분자 전해질막 내의 KI 함량이 증가하면서 $V_{OC}$는 지속적으로 감소하였다. 반면, $J_{SC}$의 경우 낮은 KI 함량의 범위에서는 KI 함량이 증가하면서 $J_{SC}$는 증가하였으며 [KI]/[EO]비가 0.044인 때에 $J_{SC}$가 최대값을 보인 후 그 이상의 높은 범위에서는 KI함량의 증가에 따라 $J_{SC}$는 감소하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.124-127
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• 2008

Dye-sensitized solar cells (DSCs) have been proposed as a substitute for overcoming the limitation of Si solar cells because DSC has the various applications using advantages of DSC such as low cost, transparency and flexibility. Although some people point out low efficiency of DSC as the important problem at present, general views say that actually cumulative power is not insufficient as compared with Si solar cell. Therefore, we analyzed the characteristics of both cells according to the change of incident angle in this study. The insensibility about the incident angle has more developable time. Finally, DSC is able to fill a shortage of power caused from low efficiency of DSC for same time by developing during impossible time to develop in Si solar cell. As a result, DSC has 75% and 210% cumulative power of Si solar cell in summer and winter under the standard sunshine duration.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.289-296
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• 2014

Here, we have studied the effect of water added electrolyte on the photovoltaic performance of dye-sensitized solar cells (DSSCs). It was found that open-circuit voltage ($V_{oc}$) increased and short-circuit current density ($j_{sc}$) decreased with the increase of the amount of added water in the electrolyte of the DSSCs. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) study showed that the electrolyte with added water shifted the dye loaded $TiO_2$ conduction band upward that eventually increased $V_{oc}$ of the cells. On the other hand, the upward shift of $TiO_2$ conduction band decreased the driving force for the electron injection from the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the dye molecules to the conduction band of $TiO_2$ that resulted in decreased $j_{sc}$.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.421-427
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• 2013

We report on the time dependent degradation of cell in dye-sensitized solar cells (DSSC). The photovoltaic performance of DSSC over a period of time was investigated in liquid electrolyte based on triiodide/iodide during six days. It was found that the short circuit current density ($j_{sc}$) of the cell dropped from 9.9 to $7mA/cm^2$ while efficiency (${\eta}$) of the cell decreased from 4.4 to 3.3%. The parameters corresponding to fundamental electronic and ionic processes in a working DSSC are determined from the electrochemical impedance spectrascopy (EIS) at open-circuit potential ($V_{oc}$). EIS study of the DSSC in the this work showed that the electron life time ${\tau}_r$ and chemical capacitance $C_{\mu}$ decreased significantly after six days. It was correlated the $j_{sc}$ and efficiency decreased after six days.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1503-1504
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• 2011

염료 감응형 태양전지(Dye-sensitized Solar Cells, DSC)에서 고효율화를 위해 light scattering layer가 반도체 산화물 $TiO_2$와 함께 많이 사용되고 있다. 이것은 light scattering layer에 의해 빛의 이용률을 증가시킴으로써 DSC의 성능을 증대 시킬 수 있기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 입자크기가 크고 반사율이 좋은 $Nb_2O_5$를 light scattering layer로 사용하여 $TiO_2$ layer를 통과한 빛을 다시 반사시켜 빛의 이용률을 증대시킴으로써 DSC 성능면에서 light scattering layer를 사용하지 않았을 때보다 전류밀도와 효율을 크게 증가시키고자 하였다. 그 결과 $V_{OC}$는 0.74V, $J_{SC}$는 17.95mA/$cm^2$, FF는 0.63, ${\Box}$는 8.38%로 기존의 DSC 보다 전류밀도가 약 30%, 효율이 약 31% 증가한 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1509-1510
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• 2011

염료 감응형 태양전지 동작에 있어 상대전극 표면에서 전해질의 산화, 환원 반응이 일어나기 위한 촉매의 역할이 중요하며 그 중 Pt는 촉매로써 널리 쓰이는 물질이다. Pt 도포 방식은 sputtering, Pt paste를 이용한 doctor blade, Pt solution을 이용한 spin coating 등 여러 가지가 있으며 제작 조건에 따라 그 특성도 다르게 된다. 따라서 본 연구에서는 Pt solution의 열처리에서 온도를 달리하여 그에 따른 특성을 알아보자 하였다. 그 결과 Pt solution 소성온도가 $400^{\circ}C$일 때, 가장 적절한 Pt층이 형성되기 때문에 산화, 환원반응이 활발하게 되어 높은 효율(6.8%)의 DSC 특성을 얻을 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.366-366
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• 2011

이성분 산화물인 ZnO/$TiO_2$ core-shell 나노입자는 core-shell 구조의 특성과 이성분 산화물의 상호작용에 의해서 염료감응형 태양전지의 효율향상을 기대할 수 있다. Znic acetate($Zn_2(CH_3COO)$)와 Titanium(IV) butoxide($Ti(OBu)_4$)를 이용하여 ZnO 나노입자를 수열합성하고 그 주의에 $TiO_2$을 가수분해 반응을 이용하여 둘러싸는 core-shell형태의 물질을 합성하였다. 그 이후 결정성 및 유기물 제거를 위해서 4시간 동안 고온에서 소성하였다. SEM 결과에 따르면 소성 온도를 600도까지 증가시키면 ZnO의 경우 나노입자의 크기가 증가하는 경향을 확인하였다. 하지만 core-shell의 경우는 ZnO의 뭉침현상을 $TiO_2$이 방해하여 초기합성된 크기와 동일한 크기를 유지하는 것을 확인하였다. 또한 XRD 결과에 따르면 주변에 형성된 $TiO_2$ 이외에 $Zn_2TiO_4$의 spinel 구조를 가지는 물질이 합성되는 것을 확인할 수 있었다. 합성된 core-shell 구조의 나노입자는 약 40~50 nm의 크기를 가지고 600도에서 소성된 입자의 경우 산소 정공이 거의 없는 약 3 eV의 밴드갭을 가지는 물질로 합성이 되었다. Core-shell 나노입자의 경우 염료 감응형 태양전지의 반도체 물질로 응용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.926-929
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• 2012

최근 친환경 에너지원로 각광받고 있는 태양광을 이용하는 방법에 대하여 많은 연구가 이뤄지고 있다. 특히 염료 감응형 태양전지는 에너지 효율을 기존 태양전지 수준으로 유지하면서 생산 원가는 115 수준으로 낮춰서 차세대 태양전지로 주목 받고 있다. 이러한 새로운 태양전지의 효율을 높이기 위하여 다양한 실험이 이뤄지고 있으며 실험의 결과로 생성된 데이터들을 보다 효과적으로 분석할 수 있는 시스템의 필요성이 증가하고 있다. 본 논문에서는 태 양전지 성능측정 실험에서 측정된 결과 데이터들을 자동으로 분류, 시각화 할 수 있으며 기존 실험 데이터를 기반으로 일부 측정되지 않은 태양전지의 성능을 예측할 수 있는 Solar View 시스템을 제안한다. Solar View 시스템은 각 실험 결과를 샘플번호, 태양전지의 종류로 분류할 수 었으며 분류 알고리즘을 사용한 자동 분류 기능도 제공한다. 이를 위해 태양전지 실험 입력 파일, 자동 클러스터링 결과 파일, 실험 결과를 시각화 하고 예측 기능을 사용할 수 있는 사용자 인터페이스로 구성된 통합적인 시스템을 설계하고 이의 활용 방안에 대해 모색해본다.