천연염료 태양전지 실험 결과레포트

목차

1. 실험 목적
2. 실험 방법
3. 실험결과
4. 고찰

본문내용

실험 목적

요오드와 블랙베리 쥬스를 이용하여 Dye-sensitized Solar Cell (염료감응태양전지) 을 만들어 광합성과 같은 원리를 통해 태양전지를 작동시켜본다.

실험 방법

(1) nano Titanium dioxide 혼합액 제조
① 10ml의 식초를 6g의 티타늄 다이옥사이드에 서서히 넣고 골고루 잘 섞일 때 까지 유리막대를 이용해 5분간 잘게 부순다.
② 위와 같은 방법을 통해 밝은 흰색의 부드러운 TiO2 혼합액을 얻어낸다.
③ 혼합액에 세제를 한 방울 넣어 부드럽게 섞은 후 15분간 가라앉힌다.

Rev) 세제를 한 방울 섞으니까 계면이 부드럽게 섞인 후 아래쪽에 가라앉은 TiO2 가 형성되었다.

(2) TiO2 코팅 슬라이드 제작

① 멀티미터를 이용하여 슬라이드 글라스 양 끝의 전도도를 측정한다.
② 스카치테이프를 이용하여 바닥에 고정시킨다. 이때, 슬라이드 글라스 주변은 3mm정도로 덮는다.
③ 가라앉은 TiO2 혼합액 중 하층액 을 슬라이드의 위쪽에 일렬로 5방울 떨어뜨린 후 유리 막대를 이용하여 글라스 위에 넓게 펴 바른다.
④ 넓게 펴진 TiO2 혼합액을 공기 중에서 말린 후 주변 테이프를 떼어 낸다.
⑤ 슬라이드 글라스의 뒷면을 알코올램프에 10분 동안 가열하거나 오븐에 60분
동안 가열해 건조시키고, 상온에서 천천히 식힌다.

Rev) 실제 실험에선 최대한 유리막대를 이용해 얇게 펴 바르려고 했으나 중간에 뭉친 부분과 옅은 부분이 존재해 전체적으로 균일한 밀도를 나타내지 못하였고 면이 고르지 못하였다. 또한 건조를 제시된 실험 방법대로 진행하였으나 TiO2 코팅이 약간의 움직임에도 TiO2 분말이 떨어지는 결과를 보였다.

(3) 블랙베리 착색
① 블랙베리나 라즈베리 10개당 물 1스푼으로 주스를 만든 후 얇은 접시에 적당히 담는다. (또는 블랙베리 쥬스를 이용한다.)
② TiO2 코팅 슬라이드를 5~10분 동안 주스에 담근 후 하얀 부분이 전부 진한 보라색이 될 때 까지 방치한다.

참고 자료

- 김동조, “식물성 염료를 적용한 염료감응형 태양전지의 특성연구”, 부산대학교, 2015.
- 김성진, 박헌균, “TiO2 전극의 소결온도에 따른 DSSCS 제조 및 성격”, 한국신재생에너지학회, 2010.06, 95p.
- 이재형, “태양전지 원론”, 홍릉과학, 2005.
- 이준신, “태양전지 공학”, 그린, 2007.
- 이준신, “태양전지 공학 개론”, 그린, 2013.