Dry-sensitized solar cell(연료감응형 태양전지)

소개

TiO2 Electrode
나노다공성 TiO2
Solid-state electrolyte
연료전지 분야
태양전지

목차

[나노 입자로 만든 다공질 TiO2 Electrode]
[Solid-state electrolyte]
2. 연료전지 분야(Fuel cells)
[Fuel Cell Types]
[DMFC(Direct Methanol Fuel Cell)]

본문내용

미래의 에너지문제와 환경문제를 극복할 수 있는 재생에너지원으로써 태양전지는 시간이 갈수록 중요성을 더해가고 있다. 현재까지 개발된 여러 종류의 태양전지 중 실리콘을 이용하는 태양전지는 25%까지 도달하는 효율과 제조공정의 확보 등으로 가장 널리 사용되고 있지만, 고가장비가 사용되고, 원료의 가격한계 때문에 한계치에 도달하고 있다. 이에 따라 최근 저가의 염료감응형 태양전지가 많은 주목을 받고 있다. 현재 10.4%의 광전효율에 도달한 염료감응형 태양전지는 전지의 발전단가를 실리콘계의 5분의 1까지 낮출 수 있고, 20년의 수명이 보장되고, 다양한 응용가능성을 지니고 있어, 세계적으로 많은 연구자들과 기업들의 집중적인 연구가 행해지고 있다.
염료감응형 태양전지의 기본구조는 아래 그림에서 보는 것과 같이 샌드위치 구조 속에, 투명유리 위에 코팅된 투명전극에 접착되어 있는 나노입자로 구성된 다공질 TiO2, TiO2 입자 위에 단분자 층으로 코팅된 염료고분자, 그리고 두 전극 사이에 있는 50～100μm 두께의 공간을 채우고 있는 산화환원용 전해질 용액이 들어있는 형태를 지니고 있다. 태양광이 전지에 입사되면 광양자는 먼저 염료고분자에 의해 흡수된다. 염료는 태양광흡수에 의해 여기 상태로 되고 전자를 TiO2의 전도대로 보낸다. 전자는 전극으로 이동하여 외부회로로 흘러가서 전기에너지를 전달하고, 에너지를 전달한 만큼 낮은 에너지상태가 되어 상대 전극으로 이동한다. 염료는 TiO2에 전달한 전자수만큼 전해질용액으로부터 공급받아 원래의 상태로 돌아가게 되는데, 이 때 사용되는 전해질은 I-/I3- 쌍으로써 산화환원에 의해 상대전극으로부터 전자를 받아 염료에 전달하는 역할을 담당한다.

참고자료

· 없음