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메조포러스 이산화티타늄 박막 기반 양자점-감응 태양전지

Quantum Dot-Sensitized Solar Cells Based on Mesoporous TiO2 Thin Films

이효중
한국전기화학회 (The Korean Electrochemical Society)|2015.02|전기화학회지 (Journal of the Korean Electrochemical Society)|제18권 제1호|pp. 38-44

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Quantum dot sensitizersolar cellcolloidchemical bath deposition
주제분류화학

초록

본 총설은 다공성의 메조포러스 이산화티타늄 박막을 기반으로 하는 양자점-감응 태양 전지의 최근 발전 과정에 대해 정리하였다. 나노스케일의 무기물 양자점이 가지는 본질적 특성에 기반하고다양한 양자점 구성 물질을 이용하여, 용액-공정 기반의 다양한 3세대 박막 태양전지를 만들 수있었다. 양자점 감응제는 준비하는 방법에 따라 크게 2가지로 나눌 수 있는데, 첫 번째는 콜로이드 형태로 용액상에서 준비한 다음 TiO2 표면에 붙이는 것이고 두 번째는 양자점 전구체가녹아있는 화학조를 이용하여 직접 TiO2 표면에 성장시키는 것이다. 폴리썰파이드 전해질을 사용하여, 콜로이드 양자점 감응제의 경우는 최근 들어 정밀한 조성 조절을 통하여 전체 광전 변환효율이 ~7%에 이르렀고 화학조 침전법을 이용하여 준비된 대표적 감응제인 CdS/CdSe는 ~5%의 효율을 보이고 있다. 앞으로는 지금까지 보고된 양자점 감응제의 뛰어난 광전류 생성 능력을유지하면서, 새로운 정공 전달체의 개발 및 계면 조절을 통한 개방 전압과 채움 상수의 개선을통한 효율 증가 및 안정성에 관한 체계적 연구가 필요한 상황이다.

Abstract

This review article summarizes the recent progress of quantum dot (QD)-sensitizedsolar cells based on mesoporous TiO2 thin films. From the intrinsic characteristics of nanoscaleinorganic QDs with various compositions, it was possible to construct a variety of 3rd-generationthin film solar cells by solution process. Depending on preparation methods, colloidal QDsensitizers are pre-prepared for later deposition onto the surface of TiO2 or in-situ depositionof QDs from chemical bath is done for direct growth of QD sensitizers over substrates. Recently, colloidal QD sensitizers have shown an overall power conversion efficiency of ~7%by a very precise control of composition while a representative CdS/CdSe from chemical bathdeposition have done ~5% with polysulfide electrolytes. In the near future, it is necessary tocarry out systematic investigations for developing new hole-conducting materials and controllinginterfaces within the cell, thus leading to an enhancement of both open-circuit voltage and fillfactor while keeping the current high value of photocurrents from QDs towards more efficientand stable QD-sensitized solar cells.

참고문헌 (44)

  1. P. V. Kamat, , Chem. Rev, 110, pp.6664~ (2010)
  2. A. J. Bard, , J. Phys. Chem, 86, pp.172~ (1982)
  3. M. Grätzel, , Nature, 414, pp.338~ (2001)
  4. C. B. Murray, , J. Am. Chem. Soc, 115, pp.8706~ (1993)
  5. C. B. Murray, , Annu. Rev. Mater. Sci, 30, pp.545~ (2000)
  6. B. A. Kairdolf, , Annu. Rev. Anal. Chem, 6, pp.143~ (2013)
  7. N. N. Ledentsov, , Semicond. Sci. Technol, 26, pp.014001~ (2011)
  8. D. Bozyigit, , MRS Bull, 38, pp.731~ (2013)
  9. A. Zaban, , Langmuir, 14, pp.3153~ (1998)
  10. W. Lee, , Appl. Phys. Lett, 92, pp.153510~ (2008)
  11. G. Hodes, , J. Phys. Chem. C, 112, pp.17778~ (2008)
  12. A. Hagfeldt, , Chem. Rev, 110, pp.6595~ (2010)
  13. H. Nusbaumer, , Chem. Eur. J, 9, pp.3756~ (2003)
  14. P. Yu, , J. Phys. Chem. B, 110, pp.25451~ (2006)
  15. H. J. Lee, , J. Phys. Chem. C, 112, pp.11600~ (2008)
  16. V. Chakrapani, , J. Am. Chem. Soc, 133, pp.9607~ (2011)
  17. Y. L. Lee, , Adv. Funct. Mater, 19, pp.604~ (2009)
  18. Z. Pan, , ACS Nano, 6, pp.3982~ (2012)
  19. H. McDaniel, , Nat. Comm, 4, pp.2887~ (2013)
  20. Z. Pan, , ACS Nano, 7, pp.5215~ (2013)
  21. J. Wang, , J. Am. Chem. Soc, 135, pp.15913~ (2013)
  22. Z. Pan, , J. Am. Chem. Soc, 136, pp.9203~ (2014)
  23. S. Jiao, , ACS Nano, 9, pp.908~ (2015)
  24. O. Niitsoo, , J. Photochem. Photobiol. A, 181, pp.306~ (2006)
  25. H. M. Pathan, , Bull. Mater. Sci, 27, pp.85~ (2004)
  26. R. Plass, , J. Phys. Chem. B, 106, pp.7578~ (2002)
  27. H. J. Lee, , Langmuir, 25, pp.7602~ (2009)
  28. H. Lee, , Nano Lett, 9, pp.4221~ (2009)
  29. J. H. Bang, , ACS Nano, 3, pp.1467~ (2009)
  30. H. J. Lee, , Chem. Mater, 22, pp.5636~ (2010)
  31. J. G. Radich, , J. Phys. Chem. Lett, 2, pp.2453~ (2011)
  32. C. S. Kim, , ACS Appl. Mater. Interfaces, 6, pp.22078~ (2014)
  33. S.-Y. Lee, , J. Electrochem. Soc, 160, pp.H847~ (2013)
  34. M. Deng, , Nanoscale Res. Lett, 5, pp.986~ (2010)
  35. H. J. Lee, , Adv. Funct. Mater, 19, pp.2735~ (2009)
  36. Y. C. Choi, , Angew. Chem. Int. Ed, 53, pp.1329~ (2014)
  37. Y. C. Choi, , Adv. Energy Mater, 4, pp.1301680~ (2014)
  38. Y. C. Choi, , Adv. Funct. Mater, 24, pp.3587~ (2014)
  39. S. Ito, , Int. J. of Hydrogen Energy, 38, pp.16749~ (2013)
  40. I. J. Kramer, , ACS Nano, 5, pp.8506~ (2011)
  41. Y. Zhou, , Energy Environ. Sci, 3, pp.1851~ (2010)
  42. P. V. Kamat, , J. Phys. Chem. C, 112, pp.18737~ (2008)
  43. J. H. Rhee, , NPG Asia Mater, 5, pp.e68~ (2013)
  44. I. Hod, , Langmuir, 30, pp.7264~ (2014)

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