MAESO가 첨가된 광촉매를 이용한 염료감응 태양전지의 효율변화 특성에 관한 연구 = Efficiency variation of Dye-sensitized Solar Cells Influenced by MAESO Additives

국문 초록 (Abstract)

최근, 태양전지에 대한 관심이 급증하면서 높은 에너지 변환효율과 낮은 제조가격의 특징을 지니는 염료감응 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cell, DSSC)에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 염료감응 태양전지는 크게 TiO2 나노 결정 소재, 염료, 전해질 및 백금 상대전극 등 4가지 분야로 구성되어 있다. 본 연구는 TiO2 나노결정 소재개발 분야로서 표면적이 넓고 기공이 일정한 분포로 뚫려있는 광촉매를 합성한 후, 염료의 흡착량을 증가시키기 위하여 Plant Oil 중 MAESO를 이용하여 광촉매의 개질화를 수행하였다. 개질화 방법으로 MAESO를 광촉매에 응착시켜 소성시킴으로서 광촉매 표면에 -COOH, -OH 기능기를 부여하였다. 개질화된 광촉매를 이용하여 광감응제인 염료의 흡착실험과 염료감응 태양전지의 TiO2 electrode에 사용하여 전지의 에너지 변환효율 성능을 측정하였다. 대조군으로 사용된 P-25와 실험실에서 제조한 광촉매, 개질화를 통한 광촉매를 사용하여 염료의 흡착실험을 수행한 결과 개질화한 광촉매가 가장 좋은 흡착능을 보였다. 그리고 태양전지의 성능을 측정한 결과 개질화한 광촉매가 다른 광촉매에 비해 단락 전류와 에너지 변환효율이 모두 증가함을 보였다. 이는 MAESO로부터 광촉매가 부여받은 -COOH와 -OH 기능기의 작용으로 인하여 광촉매와 염료와의 결합에너지의 증가와 보다 많은 염료의 흡착량에 기인한 것으로 나타났다.

목차 (Table of Contents)

• Dye-sensitized solar cell(DSSC), one of the solar cells, has been widely investigated due to its high energy conversion efficiency and low cost.
• Dye-sensitized solar cell is classified into four fields such as nanocrystalline oxide film, sensitized dye molecule, redox electrolyte and Pt counter electrode.
• In this work, as a field of nanocrystalline TiO2 resource development, were synthesized with a large surface area and constant pore size distribution. For increasing dye adsorption, synthesized TiO2 was modified by using MAESO(maleinized acrylated epoxidized soybean oil). Modification method works adhesion of MAESO onto synthesized TiO2 and calcination in that order. Modified TiO2 surface was attached with -COOH, -OH functional group. By using modified TiO2 measure adsorption test of sensitizer dye and solar-to-electricity conversion efficiency.
• As a results of adsorption test of sensitizer dye, modified TiO2 is higher than P-25(control group), pure synthesized TiO2. When the modified TiO2 were used, the short circuit photocurrent(Isc) and solar-to-electricity conversion efficiency(η) significantly increased in comparison with that of the control group, pure synthesized TiO2. That is the reason why increase of binding energy and adsorption amount between sensitizer and modified TiO2.