| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2009년 봄 (05/21 ~ 05/22, 무주리조트) |
| 권호 | 15권 1호 |
| 발표분야 | 에너지환경재료 |
| 제목 | TiO2 Aerogel Synthesis by Supercritical Drying and Its Photoelectrode Thick Film Synthesis |
| 초록 | 염료감응 태양전지는 반도체 접합형과 달리 고체/액체 접합의 광전기화학형로서 특히 산화-환원 전해질을 포함하는 광합성 원리를 이용한 태양전지이다. 반도체 산화물 전극으로 주입된 전자는 나노입자간 계면을 통하여 투명 전도성막으로 전달되어 전류를 발생시키게 된다. 염료분자에 생성된 홀은 산화-환원 전해질에 의해 전자를 받아 다시 환원되어 염료감응 태양전지 작동 과정이 완성된다. 에어로젤은 2-50 nm 크기의 나노미터 크기의 기공으로 이루어진 다공성 소재로서, 40 oC, 100기압의 초임계 건조조건에서 용매를 추출하는 방법에 의하여 합성할 수 있다. 이러한 에어로젤은 400-1000 m2/g으로 매우 크고, 또한 기공률이 90% 이상을 차지하기 때문에 광촉매 전극의 특성을 향상시키는 것이 가능하다. 이러한 광촉매 전극을 염료감응 태양전지에 응용할 경우 비표면적 증가로 보다 많은 양의 염료를 흡착시킬 수 있기 때문에 효율을 향상시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 따라서 본 연구의 목표로 TiO2 에어로젤을 합성하고 이를 후막으로 코팅하는 것에 의하여 염료감응 태양전지 광전극을 제조하는 것으로 정하였다. TiO2 에어로젤의 제조는 티타늄이소프로폭시드(TIP), 증류수, 에탄올, 그리고 HNO3를 1:3.75:20:0.08의 몰비로 솔을 만들어 공기와의 접촉을 차단한 상태에 두면 투명한 젤이 생성되고, 생성된 젤을 CO2 가스를 이용한 초임계건조를 시키는 것에 의하여 푸른빛을 띠는 TiO2 에어로젤을 합성하였다. 제조된 TiO2 에어로젤을 에탄올에 분산시킨 후 에틸셀룰로오스 (Ethyl cellulose)와 α-터피네올 (α-terpineol)을 혼합하여 페이스트를 제조하였고, 스크린 프린팅 방법에 의하여 점도를 조절한 후, 10~15μm 두께의 광전극을 FTO glass 위에 형성하였다. 그 후 450oC/30min 열처리를 하여 TiO2 메조기공 전극을 형성 하였다. 이 때 TiO2 광전극의 비표면적, 미세구조, 광특성을 평가하였다. |
| 저자 | 장해욱, 김창열, 박유식, 장아름, 조광연, 허승헌, 구은회, 현상일, 류도형 |
| 소속 | 요업기술원 |
| 키워드 | AEROGEL; DSSC |
