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SUMMARY
CONTENTS
목차
I. 고체전해질 염료감응형 태양전지 개발 16
제1장 서론 18
제1절 연구 개발의 필요성 18
1. 사회ㆍ문화적 측면 18
2. 경제ㆍ산업적 측면 21
3. 기술적 측면 24
제2절 연구개발의 목표 및 내용 26
1. 연구개발의 목표 26
2. 연구 개발 범위 27
제3절 국내외 기술개발 현황 28
1. 기술 개발 현황 28
2. 국내ㆍ외 기술개발현황에서 차지하는 위치 29
제2장 연구개발 수행 내용 및 결과 30
제1절 연구내용 30
1. 염료감응형 태양전지의 원리 30
2. 고분자 전해질 31
제2절 실험적 접근 33
1. 실험 방법 33
가. Mesoporous TiO₂ 전극물질 제조 및 DSSCs 제작 33
나. 고분자 전해질 제조 34
다. 염료감응형 태양전지의 제작 35
라. 전극물질, 고분자 전해질 및 태양전지의 특성평가 37
제3절 연구 결과 및 고찰 39
1. 전극물질의 특성분석 39
가. X-선 회절 분석 39
나. FE-SEM 분석 41
다. TEM 분석 42
라. BET 분석 43
마/바. 광전류-전압 특성분석 결과 45
2. Nanocomposite 고분자 전해질의 특성분석 47
가. FT-IR 분석 47
나. X-선 회절 분석 49
다. TGA 분석결과 50
라. 광전류-전압 특성분석 결과 51
제3장 결론 54
제4장 연구개발 결과의 활용계획 55
참고문헌 56
II. 유기태양전지용 UV/열 경화 고분자 전해질 개발 58
제1장 서론 60
제1절 개 요 60
제2절 필요성 61
제3절 연구의 목표 및 범위 63
제2장 결과 및 고찰 64
제1절 연구결과 및 고찰 64
1. 기존 겔형 고분자 전해질 65
2. UV 경화형 고분자 전해질용 모노머 및 올리고머 조사 선정 67
3. UV 경화형 고분자 전해질 적용 DSSC 제작 69
4. UV 경화형 고분자 전해질 적용 DSSC 성능측정 72
제3장 결론 75
제1절 결과 75
제2절 활용 방안 및 기대 효과 76
1. 기술적인측면 76
2. 경제적인 측면 76
3. 활용방안 77
참고문헌 78
서지정보양식 79
[표 1-1] 아시아 각국의 석유수입수요(만b/d) 및 수요의존도(%) 전망 20
[표 1-2] 아시아 각국의 석유수입수요(만b/d) 및 수요의존도(%) 전망 20
[표 1-3] 석유 매장량 및 가채년수 (Reserves/Production (R/P) ratio) 21
[표 2-1] I-V data of mesoporous substrate for DSSCs 46
[표 2-2] I-V data of nanocomposite polymer electrolyte for DSSCs 53
[표 2-1] UV 경화형 고분자 전해질 네트워크 물질용 모노머 및 올리고머 선정 68
[그림 1-1] 우리나라에너지 수입액 18
[그림 1-2] 아시아지역의 석유수요의 비중 19
[그림 1-3] Variation of insolation and generated electricity from sunup to nightfall on April 16 for the DSCs modules and the Si module. Output power is converted as a 1kW module 23
[그림 1-4] Example of generated electricity for (a) clear and sunny days, (b) cloudy days between December and July for the DSSC modules and the Si module. Output power is converted as a 1kW module 23
[그림 1-5] Structure and Energy transfer mechanism of DSSCs 24
[그림 2-1] Principle of the DSSCs 30
[그림 2-2] Principle of the solid-state DSSCs 31
[그림 2-3] Plastic-based flexible DSSCs in America Konarka 32
[그림 2-4] 메조포러스 TiO₂합성 순서 그림 33
[그림 2-5] Polymer-grafted nanoparticle composite electrolyte 34
[그림 2-6] The schematic diagram of a typical dye-sensitized solar cell with (a) surface image and (b) cross-section image;(c) the real surface image. 36
[그림 2-7] Experimental set-up for I-V curve characterization. 38
[그림 2-8] XRD pattern of (a) P-25, (b) mesoporous TiO2 calcined at 400℃ and (c) mesoporous TiO2 calcined at 600℃ 40
[그림 2-9] FE-SEM Images of mesoporous nanomaterials at 400℃ (a)& 600℃ (b) 41
[그림 2-10] TEM Images o(mesoporous nanomaterials 42
[그림 2-11] N2 adsorption and pore distribution 43
[그림 2-12] Pore distribution 44
[그림 2-13] I-V curve of mesoporous TiO₂ based DSSCs (Area:0.25㎠ & Irradiance:100㎽/㎠) 45
[그림 2-14] FT-lR spectra of (a) polymer grafted Titania particles from TiO2 and acid of PEGME, (b) bared acid of PEGME and (c) only PEG 48
[그림 2-15] XRD pattern of nanocomposite polymer electrolyte & TiO₂ nanoparticles 49
[그림 2-16] TGA of nanocomposite electrolyte 50
[그림 2-17] Photocurrent of nanocomposite polymer electrolyte for DSSCs (Area:0.25㎠ & Irradiance:100㎽/㎠] 52
[그림 2-1] 액체전해질 염료감응 태양전지 62
[그림 2-2] 겔형 고분자 전해질 DSSC 제작과정 65
[그림 2-3] 대표적인 겔형 고분자 전해질 네트워크 물질 66
[그림 2-4] 젤형 고분자 전해질의 고분자 네트워크 구조 68
[그림 2-5] 액체전해질 염료감응형 태양전지 제작과정 69
[그림 2-6] UV 경화 전해질 DSSC 제작과정 70
[그림 2-7] UV 경화기 71
[그림 2-8] 제작된 UV 경화를 이용한 젤형 고분자 전해질 DSSC 71
[그림 2-9] DSSC I-V 성능측정장치 72
[그림 2-10] 폴리머 양에 따른 젤형 전해질의 전도도 변화 73
[그림 2-11] 젤형 고분자 전해질 적용 염료감응형 태양전지 성능 측정 결과 74