Graphene을 이용한 염료감응형 태양전지

소개글

그래핀과, 그래핀을 응용한 염료감응형 태양전지에 관한 레포트 입니다.

목차

1. 서 론 ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․1


2. Graphene ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․1


3. 염료감응형 태양전지 ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․4


4. 염료감응형 태양전지에서의 Graphene 응용 ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ ․ 5

본문내용

Ⅰ. 서 론
화석에너지가 고갈되어가고 환경 문제가 크게 대두됨에 따라 차세대 친환경 대체 에너지인 태양 에너지가 주목을 받고 있다. 태양전지는 태양 에너지 발전의 핵심적인 부품으로서 태양광을 에너지로 만드는 역할을 한다. 태양전지 시장은 매해 10% 이상의 성장을 보여주는 전도유망한 시장이다. 태양전지의 종류로는 실리콘 태양전지, 박막 태양전지, 염료감응형 태양전지, 유기 태양전지 등이 있다. 현재는 실리콘이 주 재료인 실리콘 태양전지가 시장을 이끌어 왔으나, 비싼 비용 등의 문제로 점차 차세대 태양전지를 찾고 있는 추세이다.

필자들은 이러한 기존 태양전지의 대안으로 그래핀을 이용한 염료감응형 태양전지를 설계하여 보았다. 그래핀 (graphene) 은 1겹의 탄소층으로 이루어져있는 신소재이다. 기존의 실리콘 반도체보다 100배 이상 빠르고, 투명하고 휘어지며 충격에 강하다. 이러한 그래핀의 뛰어난 물리적 기계적 특성 때문에 많은 연구자와 기업들은 그래핀을 미래 반도체와 태양전지 사업의 핵심 소재로 전망하고 있다. 염료감응형 태양전지는 식물의 광합성에서 작동원리를 찾은 차세대 태양전지이다. 염료감응형 태양전지는 생산 비용이 낮으며 생산 과정 또한 다른 태양전지와 비교하였을 때 간단하다. 또한 광투과성을 가지고 휘어져도 깨지지 않는 특성을 지니고 있다. 비록 지금 변환 효율은 낮지만, 그래핀을 사용한 염료감응형 태양전지를 사용하면 저비용의 높은 효율을 가진 태양전지 개발을 기대할 수 있다.

Ⅱ. Graphene

2004년 영국 맨체스터 대학 연구진이 ‘Science’ 저널에 처음 발표하였다. 탄소는 육각형모양으로 탄소 원자들이 공유결합으로 연결되어 있고, 이 벌집 모양의 탄소들이 겹겹을 이루고 있는 형태이다. 이 겹이 2겹 이상이면 흑연이다. 이 겹을 말면 탄소 나노 튜브가 된다. 이 겹이 하나만 있으면 그래핀이 된다. 벤젠 고리 모양을 이룬 수 나노미터 두께의 2차원 적인 탄소 물질인 것이다.

또한 단층, 다층, 복층 그래핀으로 구성 될 수 있는데 각각의 전기적, 기계적 특성이 다르다. 보통 다층 그래핀을 많이 이용하는 추세이다. 다층 그래핀의 용도로는 여러 가지가 있다. 먼저 수소 및 이산화탄소를 흡착하거나 저장할 수 있다. 또한 표면처리를 통하여 수용액, 유기용매에 녹이거나 분산이 가능하다. 그리고 금속

참고 자료

없음