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Nanofibril Formation of Electrospun TiO2 Fibers and Its Application to Dye-sensitized Solar Cells

등록일
2005년 8월 9일 10시 57분 54초
접수번호
0187
발표코드
금2G10심 이곳을 클릭하시면 발표코드에 대한 설명을 보실 수 있습니다.
발표시간
금 16시 : 30분
발표형식
심포지엄
발표분야
고분자화학 - 고분자 나노 정보 소재 (Polmeric Nanomaterials for Information Technology)
저자 및
공동저자
송미연, 이병홍, 안영락1, 조성무, 김동영
한국과학기술연구원 광전자재료연구센터,
1서울대학교 재료공학부,
Electrospinning 방법을 이용한 TiO2 나노섬유는 one-step으로 이루어 지는 간단한 방법일 뿐만 아니라, 쉽고 다량으로 만들 수 있다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 polymer matrix 에 따른 TiO2 fiber 의 미세 구조를 관찰하고 이를 염료감응형 태양전지 (dye-sensitized solar cell, DSSC) 전극으로 적용하였다. TiO2 나노섬유는 poly(vinyl acetate) (PVAc), poly(methyl methacrylate) (PMMA), polystyrene (PS) 등과 titanium propoxide (TiP) 의 DMF 혼합 용액을 전기 방사하여 얻었다. 이때 사용된 고분자는 450 oC 의 열처리 과정 동안 분해되고 anatase TiO2 fiber만 얻어진다. PVAc 로부터 얻어진 TiO2 fiber diameter 는 대략 200 ~ 600 nm 이며, 이는 약 20 nm 의 fibrils로 이루어진 bundle 형태를 가진다. TEM 과 SAED 이미지로부터 배향된 1-D 구조로 이루어져 있으며, 또한 각각 fibril 은 HRTEM 을 통해 single crystalline TiO2 nanorod 로 구성되어 있음을 확인하였다. 반면에, PMMA 와 PS를 사용한 경우는 fibril 구조대신 random 한 particle로 구성된 섬유가 얻어 졌다. 이들 TiO2 fiber들 중에서 nanorod TiO2 로 구성된 DSSC 용 전극을 구성하여 광전류-전압 특성을 살펴보았으며, 이는 PVDF-HFP계 고분자 겔전해질로부터 변환효율 6.0% 이상의 특성을 보였다. 이는 나노섬유 전극의 porous한 구조로 고점도의 겔전해질의 투과가 용이하여 기존의 나노 입자계 DSSC전극에 비해 효율적인 광전류생성에 기인한다.

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