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A Study on the Characteristics of TiO2-Nb2O5 Semiconductor Oxides Using Dye-Sensitized Solar Cell

TiO2-Nb2O5 반도체 산화물을 이용한 염료 감응 태양전지 특성개선연구

  • Kim, Haemaro (Dept. of Electrical Engineering, Dong-Eui University) ;
  • Lee, Don-Kyu (Dept. of Electrical Engineering, Dong-Eui University)
  • Received : 2019.06.11
  • Accepted : 2019.06.17
  • Published : 2019.06.30

Abstract

Semiconductor oxides such as $TiO_2$ involved in light conversion efficiency are the main elements of dye-sensitized solar cells (DSSC) and are used to mix different semiconductor oxides to improve efficiency. In this research, characteristics of the dye-sensitive solar cell are studied using semiconductor oxide formed by mixing $TiO_2$ and $Nb_2O_5$. A solar cell is manufactured by adding $Nb_2O_5$ at different ratios in order to analyze electrical characteristics of a mixed semiconductor oxide on light conversion efficiency. With the addition of $Nb_2O_5$, the conductivity was further enhanced than the recombination phenomenon caused by contact with electrolytes, confirming the improve of short-circuit, open voltage, and conversion efficiency of solar cells.

광 전환 효율에 관여하는 $TiO_2$와 같은 반도체 산화물은 염료 감응 태양전지(Dye-sensitized solar cell, DSSC)의 주요 요소이며, 효율을 개선하기 위해 서로 다른 반도체 산화물을 혼합하여 Pastes를 제조해 사용하는 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 $TiO_2-Nb_2O_5$ 혼합 반도체 산화물을 제조하여 염료 감응 태양전지의 특성을 분석하였다. 혼합 반도체 산화물이 광 전환 효율에 미치는 전기적인 특성을 분석하기 위해서 $Nb_2O_5$을 서로 다른 비율로 첨가하여 태양전지를 제작하였다. 이에 $Nb_2O_5$가 첨가됨에 따라 전해질과의 접촉에 의한 재결합 현상보다 전도성이 겅화되어 태양전지의 단락 전류, 개방전압, 변환 효율 등이 개선되는 것을 확인하였다.

Keywords

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Fig. 1. Structure of Dye-Sensitized Solar Cell. 그림 1. 염료 감응 태양전지의 구조

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Fig. 2. SEM image depending on addition of Nb2O5. 그림 2. Nb2O5 첨가에 따른 SEM 이미지

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Fig. 3. XRD image depending on addition of Nb2O5. 그림 3. Nb2O5 첨가에 따른 XRD 이미지

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Fig. 4. I-V Characteristics curve of Nb2O5-doped TiO2. 그림 4. Nb2O5 첨가에 따른 I-V 특성곡선

Table 1. Please put the title of figure here. 표 1. 혼합비에 따른 TiO2-Nb2O5 DSSC 특성

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