저온소성 TiO2 페이스트를 이용한 염료감응 태양전지의 특성 연구 = Study of the Characteristics of Low-Temperature Prepared TiO2 Paste for Dye-sensitized Solar Cells

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 TiO2 입자간의 우수한 네트워크와 TiO2 박막과 FTO 기판과의 접착특성을 향상시키기 위하여 TiO2 페이스트 제작시 TTIP를 첨가하여 저온 소성용 TiO2 페이스트를 제조 및 광전극에 이용함으로써 염료감응 태양전지의 전기화학적 특성을 향상시켰다. TiO2 페이스트에 TTIP를 첨가하여 TiO2 입자간의 네트워크와 기판과의 접착특성을 향상시켜 빛에 의해 여기된 전자가 염료의 기저상태 또는 전해질의 산화/환원 준위로의 재결합을 방지하여 전자가 투명 전도성 FTO 기판까지의 이동이 용이하여 전류밀도 및 광전변환효율 특성을 향상시켰다. TTIP를 이용한 염료감응 태양전지의 전자전달시간은 4.3×10-3 s로 빠르고 전자재결합시간을 3.0×10-2 s로 느려 free-binder 샘플에 비해 높은 전류밀도 및 광전변환효율을 나타내었다. TTIP를 첨가한 염료감응 태양전지의 Voc, Jsc, FF 및 η은 각각 0.72 V, 7.66 mA cm-2, 64.11% 및 3.54%로 FP2의 광전변환효율의 약 1.3배 향상되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, we have developed a low temperature process to make two type of paste by using TiO2 nanoparticles(P25). The interconnections between substrate and TiO2 films or link between particles of free-binder paste(FP1, FP2, FP3) is very poor. Therefore, the Titanium(Ⅳ) isopropoxide was added to the TP paste to improve the interconnection. Electron transport time (τt) and recombination time (τr) are analyzed by IMPS (intensity-modulated photocurrent spectroscopy) and IMVS(Intensity-modulated photovoltage spectroscopy). In the results, τt of TP paste based DSSCs (about 4.3×10-3) is faster than other samples. τr is longer from 2.7×10-2 s of FP2 to 3.0×10-2 s of TP. A solar conversion efficiency (DSSCs) of TP is 3.54% for an incident solar energy of 100 mW cm-2 (meanwhile, 2.70% for DSSCs with FP2). The conversion efficiency is increased by 1.3 times.

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