DSSC

소개글

재료공정실습 태양전지 DSSC 셀제작 실습 A뿔 보고서

목차

1. 실험 목적

2. 관련 이론

1. TiO2 Interlayer
2. DSSC 대 면적 모듈
3. Bus Electrode

참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
dye-sensitized solar cell(DSSC) 태양전지의 원리와 Cell의 제작과정을 익힘으로써 태양전지를 완벽히 이해하고 TiO2의 Sputtering두께와 Screen print를 조절하고 Bus E의 두께를 달리하여 Cell의 효율을 비교해 봄으로써 TiO2의 양, 증착방법, Bus E의 양이 Cell의 효율에 어떤 영향을 주는지 알아본다.

2. 관련 이론
1. TiO2 Interlayer
옆의 그림은 일반적인 DSSC의 TiO2의 SEM 사진이다. 그런데 왜 이렇게 TiO2 표면을 스펀지 같은 구조로 만들까? 이런 구조를 첨 제안한 것이 그라첼 박사다. 초기의 DSSC는 그냥 박막수준, 2차원적 구조를 가지고 있어 전자의 주요 소스인 염료분자의 흡착이 적었다. 그래서 이렇게 구멍이 많게 비표면적이 넓어진 구조를 만듦으로서 염료분자가 부착될 공간이 많이 확보된 것이다. 이런 구조면 TiO2 박막 안쪽에도 염료분자가 부착이 된다. 그래서 그 결과 DSSC는 획기적으로 효율을 올릴 수 있었다. 그리고 그 이후에 나노와이어나, 나노 튜브, 템플릿을 이용한 박막제작 등 많은 방법으로 TiO2 박막을 제작하고 있다.
현재 TiO2 박막을 만들 때는 P25라는 Degussa제품을 많이 이용을 한다. 이것은 anatase, rutile이 4:1의 비율로 섞여 있다. 대략적인 사이즈는 anatase(20nm), rutile(50nm)이다. 두 가지가 섞여 있으면 빛의 scattering이 좋아져서 효율이 단일상으로 존재할 때 보다 우수하게 나타난다. 그리고 그 위에 사이즈가 더 큰 입자들(100nm내외)을 한층 더 깔아서 Scattering되는 빛의 양을 증가시킨다. 전체적인 TiO2박막의 두께는 15~20 마이크론 정도가 최적이라고 알려져 있으며, 나노입자의 사이즈도 역시 20nm정도가 최적으로 알려져 있다. 이러한 최적값이 존재하는 이유는 효율을 증대시킬 때 필요한 전류값과 전압값이 사이즈나 두께에 대해 반비례 관계를 형성하기 때문이다. 두께를 증가시키면, 전류값은 증가하지만 전압이 낮아지는 이러한 현상이다.

참고 자료

1. http://www.eetkorea.com/ART_8800543509_480703_NT_89279e25.HTM. 전자엔지니어. 눈 앞에 터진 마르지 않는 유전: 태양 에너지.
2. http://cafe.daum.net/DSSC. 염료감응형태양전지(DSSC) 다음카페.
3. http://dssc.kist.re.kr/. 한국과학기술연구원 태양전지 연구센터.
4. 박남규 · 이종호 저. 「염료감응 태양전지 기술과 전망」. 보통신연구진흥원 학술정보 - 주간기술동향 1001호.
5. Takayuki KITAMURA, Hiroshi MATSUI, kenichi OKADA. 「색소증감 태양전지의 고효율화와 대면적 모듈화」. 表面技術. 2008.