염료감광 된 태양전지에서 전자이동 과정의 최적화(Towards optimisation of electron transfer processes in dye sensitised solar cells)

전문가 제언

□ 계면의 전자이동 반응속도론은 염료감광된 태양전지의 기능에서 대단히 중요하다. 염료감광된 계면의 반응속도론은 장치 에너지변환효율에 중심적 역할을 한다. 효율적 전하분리는 들뜬상태가 바닥상태로 붕괴(kO)보다 더욱 빠른 전자주입 반응속도(kinj)를 필요로 한다. 산화환원 전해질로 효율적 양이온 이동은 주입된 전자들과 광-발생된 염료양이온들 간의 재결합(kcr)보다 더욱 빠르도록 그 산화환원쌍에 의한 염료양이온 재-환원(kreg)을 필요로 한다. 효율적 전하 수집은 각각 작업전극과 상대전극으로 화학종들의 운반보다 더욱 느리도록 전해질에서 주입된 전자들과 산화된 산화환원 종들 간의 전하재결합을 필요로 한다.

□ 염료감광된 나노-결정성 TiO2 필름의 펄스레이저 들뜸을 따라서 관찰된 전자주입과 재결합 과정인 kinj와 kcr에 주의를 집중하였다. 전하분리와 재결합 동력학의 최적화를 위하여 감광제 염료의 양성자 첨가상태의 변화와 나노-결정성 TiO2 필름의 표면위에 고 띠-갭 산화금속 장벽층도입의 두 가지 방법이 고려되었다. Ru(dcbpy)2(NCS)2 염료에 의하여 감광된 나노-결정성 TiO2 필름에 주의를 집중한 것은 이 물질이 염료감광된 태양전지들의 기술개발에 가장 전형적으로 사용되기 때문이다.

□ 염료감광된 나노-결정성 태양전지에서 계면 전자이동 동력학의 최적화는 전자주입의 동력학 및 감광제염료들과 나노-결정성 TiO2 전극들간의 전하 재결합에 초점을 맞추었다. 이들 동력학의 근본적 이해는 비-단열 전자이동 이론에 의해 리뷰하고, 이들 동력학에 관한 TiO2 이내에서 전자 포착(trapping)의 영향을 고찰했다. 최적 전자이동 동력학을 성취하기 위한 방법은 적합한 산화금속 코팅들의 사용으로 이들 동력학의 조절에 집중하였다.

□ 염료감광된 태양전지에서 전자이동 과정들의 최적화를 위한 계면전자이동 동력학의 이론적 고찰, TiO2 상태 밀도, 전자주입, 재결합 동력학, 계면전자이동 동력학의 모델, 반응속도론적 중복성, 주입반응속도론에 관한 염료 양성자첨가의 영향, 산화금속 막기-층 등에 관한 반응속도론과 에너지론의 정확한 근본적 이해는 새로운 고성능 염료감광된 태양전지 개발제작에 획기적 전기가 될 것이다.

저자

Durrant, JR; Haque, SA; Palomares, E

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2004

권(호)

248(13-14)

잡지명

Coordination Chemistry Reviews

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

1247~1257

분석자

여*현

분석물

• 염료감광 된 태양전지에서 전자이동 과정의 최적화.pdf [280,879 byte]

이미지변환중입니다.