계층구조를 갖는 산화 아연 나노구조 제조 및 염료감응형 태양전지의 전극으로의 응용

Title
계층구조를 갖는 산화 아연 나노구조 제조 및 염료감응형 태양전지의 전극으로의 응용
Authors
김용태
Keywords
계층구조를갖는산화아연나노구조제조및염료감응형태양전지의전극으로의응용
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
본 연구에서는 양극산화법과 전기화학적 증착법을 이용하여 산화 아연 나노 구조를 제조하고, 염료감응형 태양전지의 광전극으로서의 성능을 평가하였다. 5 mM KHCO3 용액을 사용하여 양극산화법을 통해 매우 긴 산화 아연 나노 와이어를 제조 하였고, 이를 열처리 한 후 기판으로 사용하여 전기화학적 증착법을 통해 3차원의 계층 구조를 갖는 산화 아연 나노 구조를 제조하였다. 전기화학 증착 시 필요한 시간은 양극산화 시간의 약 1.5배 임을 확인하였다. 아연 호일 위에 직접 산화 아연 나노 구조체를 제조하여 염료감응형 태양전지의 광전극으로 사용하는 경우, 아연과 전해질 사이의 급격한 환원 반응이 일어나게 되므로 이를 막기 위한 보호층 형성에 대한 연구가 필요하다. 제조된 산화 아연을 페이스트로 제조하여 ITO 기판 위에 닥터 블레이드 방법으로 광전극을 사용하는 경우, 계층 구조를 갖는 3차원 산화 아연 전극이 산화 아연 나노 와이어 전극에 비하여 더 높은 효율과 염료에 대한 높은 안정성을 갖는 것을 확인하였다.
Description
1. 서론 1 2. 이론 4 2.1. 산화 아연 4 2.1.1. 산화 아연의 결정구조 4 2.2.2. 산화 아연의 전기적, 광학적 특성 8 2.2. 양극 산화 9 2.1.1. 금속의 양극산화 9 2.2.2. 아연의 양극산화 12 2.3. 전기화학적 증착법 17 2.4. 염료감응형 태양전지(Dye-sensitized solar cells) 21 2.4.1. 염료감응형 태양전지의 특징 21 2.4.2. 염료감응형 태양전지의 동작원리 21 2.4.3. 반도체 전극막 28 3. 실험 37 3.1. ZnO nanowires 제조 37 3.2. Hierarchical ZnO 제조 38 3.3. 염료감응형 태양전지의 제작 및 성능 평가 40 3.3.1. 광전극 및 상대전극 제조 40 3.3.2. 표면 보호층 형성 40 3.3.2.1. Nb2O5 보호층 형성 40 3.3.2.2. CR 보호층 형성 41 3.3.2.3. ZnO 보호층 형성 41 3.3.3. 염료감응형 태양전지 조립 41 3.3.4. 태양전지의 효율 측정 42 4. 결과 및 토론 43 4.1. ZnO nanowries 제조 43 4.2. Hierarchical ZnO 나노 구조 제조 46 4.3. 염료감응형 태양전지 성능 평가 50 4.3.1. Back illumination 50 4.3.1.1. 보호층 형성 전 성능 평가 50 4.3.1.2. Nb2O5 보호층 형성 후 성능 평가 54 4.3.1.3. CR 보호층 형성 후 성능 평가 56 4.3.1.4. ZnO 보호층 형성 후 성능 평가 58 4.3.2. Front illumination 60 5. 결론 68 6. 참고문헌 70
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23706
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College of Engineering(공과대학) > Chemical Engineering (화학공학) > Theses(화학공학 석박사 학위논문)
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