DSSC최종 설계 보고서

소개글

재료공정실습 태양전지 DSSC 셀제작 실습 A뿔 보고서

목차

1. DSSC의 성능을 좌우하는 요인

2. 실험을 통해 얻은 아이디어

3. 최근 기술연구 동향

4. 최종 설계

참고 문헌

본문내용

1. DSSC의 성능을 좌우하는 요인
1. 공정과 관련된 요인
① 전해질의 전하 전달속도
② 산화물 층 박막 내에서의 전하 전달
③ 빛에 조사되는 동안의 염료의 안정성
④ 산화된 염료의 재생
⑤ 염료의 여기상태에서의 전하주입
⑥ 빛의 흡수 및 세기

2. 디자인과 관련된 요인
① 상대전극의 구조 및 전기적 특성
② 기공의 크기 및 모양
③ 산화물 입자의 크기 및 구조
④ 염료의 화학적, 산화환원, 광물리, 광화학적 특성들
⑤ 전해질의 visco-elastic 및 전기적 특성
⑥ redox mediator의 redox 및 광학적 특성

2. 실험을 통해 얻은 아이디어
1. TiO2두께에 따른 효율변화
Cell 제작 실험에서 TiO2 페이스트를 한 층만 Screen print 했을 경우보다 두 층을 Screen print 했을 경우가 더 높은 효율을 얻을 수 있었다. 그 이유는 TiO2층의 두께가 증가할수록 염료가 흡착할 수 있는 표면적이 증가하기 때문에 보다 많은 양의 염료에서 전자가 나올 수 있는 것이다. 하지만 TiO2층의 두께를 증가시키면서 효율을 올리는 것에는 한계가 있다. 염료에서 나온 전자가 TiO2의 전도대를 따라 내려와서 FTO 기판으로 흘러 들어가야 하는데 TiO2의 전도대보다 낮은 에너지띠를 가지는 전해질로 전자가 들어가 버리는 재결합 현상이 층이 두꺼운 만큼 더욱 발생하게 되는 것이 한 이유가 된다. 또 한 가지의 이유를 들자면 두꺼울수록 FTO 기판 쪽에 가까운 TiO2에는 염료가 흡착되기가 어려워 어느 정도 이상의 두께에서는 TiO2의 겉층에만 염료가 흡착이 되게 된다.
이렇게 염료가 흡착할 수 있는 TiO2의 표면적을 늘려서 효율을 올린다는 아이디어는 TiO2입자의 크기를 미세하게 하는 방법에도 적용이 된다. 하지만 이 역시 위에서 언급한 한계에 부딪혀 어느 정도의 크기에 머물러야 할 것이다.

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. 다음카페 염료감응형태양전지.
3. http://dssc.kist.re.kr/. 한국과학기술연구원 태양전지 연구센터.
4. 박남규 · 이종호 저. 「염료감응 태양전지 기술과 전망」. 보통신연구진흥원 학술정보 - 주간기술동향 1001호.
5. http://www.solarfreaks.com/what-is-the-fill-factor-of-a-solar-panel-t138.html. Solar freaks. Solar energy techtalk.
6. 김준탁 · 김상호 저. 염료감응형 태양전지에서 TiO₂ 반도체전극 표면의 다양한 overlayer 코팅에 따른 특성연구. 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 및 에너지.공학 신표면처리기술 국제 워크숍, 2009. 5