Ionic Liquid를 함유한 직접가교형 겔 고분자 전해질의 합성과 이를 이용한 염료감응 태양전지

초록

TiO2를 이용한 염료감응태양전지(DSSC)는 스위스의 Gr?tzel교수 등에 의해 1991년에 보고된 이후 낮은 생산 비용과 높은 에너지변환 효율 등의 우수한 특성을 가져 상용화를 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 기존의 액체 전해질을 함유하는 염료감응태양전지의 에너지변환 효율은 뛰어나지만 전해질 누액 과 기화 등의 문제를 가지고 있다. 고체 고분자 전해질을 사용할 경우 미세한 다공 구조의 TiO2 전극 내부로 점성이 높은 고분자 전해질의 침투가 용이 하지 못하여 염료감응태양전지의 효율을 감소시키는 원인이 되기 때문에 대체 전해질이 필요하다. 겔 고분자 전해질[1]은 액체전해질을 다량 함유할 수 있기 때문에 높은 효율을 유지할 수 있다. 뿐만 아니라 액체 전해질의 문제를 해결할 수 있고 다양한 디자인으로 제작이 용이하다는 장점을 지니고 있다. 본 발표 에서는 이온성 액체와 유사한 구조를 가지는 imidazolium 구조를 가지는 가교제를 합성하였으며, 이를 이용하여 이온성 액체 겔 고분자 전해질를 함유하는 염료감응태양전지를 제조 하였다. 그리고 셀 내로 혼합된 전해질을 주입 후에 셀 전체를 가열함에 따라 셀 내부에서 직접 가교되는 간단한 공정으로 화학 가교 겔 전해질을 만들 수 있었다.