오리엔티드 TiO2 나노튜브 배열을 사용한 염료 감응형 태양전지의 향상된 전하 수집 효율 및 빛 산란

우리는 오리엔티드 TiO2 나노튜브(NT) 배열을 통합한 염료 감응형 태양전지(DSSC)의 전자 수송 및 재결합의 미세구조와 동역학에 대해 보고합니다. 전해화학적으로 양극 산화된 Ti 호일로부터 준비된 NT 배열의 형태는 주사 및 투과전자현미경으로 특성화되었습니다. 배열은 길이가 수 마이크로미터인 밀집된 NT로 구성되어 있으며, 전형적인 벽 두께와 튜브 간격은 각각 8-10 nm, 기공 직경은 약 30 nm입니다. 소성과정에서 얻어진 물질은 완전히 결정성이며, 개별 NT는 약 30 nm 크기의 결정체로 이루어져 있습니다. DSSC에서 사용된 NT 및 나노입자(NP) 필름의 수송 및 재결합 특성은 주파수 해상 조절된 광전류/광전압 분광학으로 연구되었습니다. 두 형태 모두 비슷한 수송 시간을 보이지만, NT 필름에서의 재결합 속도가 훨씬 느려 NT 기반 DSSC가 NP 기반 전지보다 전하 수집 효율이 현저히 더 높다는 것을 나타냅니다. 염료 분자는 NT의 내부 및 외부 벽 모두를 덮는 것으로 나타났습니다. 광전류 측정 분석은 NT 기반 DSSC의 빛 수확 효율이 NP를 포함한 DSSC보다 높음을 나타내며, 이는 더 강한 내부 빛 산란 효과 때문입니다.