KR101333322B1 - 전자빔 조사를 이용한 ＰＣＢＭ 유도체/ＴｉＯ２ 전극의 제조방법, 이에 의해 제조된 ＰＣＢＭ 유도체-ＴｉＯ２ 전극 및 이를 포함하는 광전기화학 전지 - Google Patents

전자빔 조사를 이용한 ＰＣＢＭ 유도체/ＴｉＯ２ 전극의 제조방법, 이에 의해 제조된 ＰＣＢＭ 유도체-ＴｉＯ２ 전극 및 이를 포함하는 광전기화학 전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자빔 조사를 이용한 광전기화학 성능이 향상된 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법, 이에 의해 제조된 PCBM 유도체/TiO2 전극 및 이를 포함하는 광전기화학 전지에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명의 전도성 유리 기판에 TiO2 나노입자 필름을 형성하여 TiO2 전극을 제조한 후, 용매에 플러렌 유도체인 PCBM([6,6]-페닐-C61-부틸산 메틸에스테르) 분말을 용해시킨 PCBM 용액에 상기 TiO2 전극을 넣고 교반시켜 PCBM/TiO2 전극을 제조한 다음, 상기 PCBM/TiO2 전극에 전자빔을 조사하는 제조방법 의해 제조되는 PCBM 유도체/TiO2 전극은 밴드갭이 작은 PCBM 유도체에 의해 TiO2 단독 전극에 비해 가시광선 영역의 흡광도가 증가할 뿐만 아니라, 전자빔 조사로 인해 PCBM의 전자 밴드 구조가 변화되어 LUMO 준위가 높아진 PCBM 유도체에 의해 TiO2의 전도대로 전자의 주입이 더욱 용이한 효과가 있으므로 광전기화학 전지의 광전극으로 유용하게 사용할 수 있다.

Description

전자빔 조사를 이용한 ＰＣＢＭ 유도체/ＴｉＯ２ 전극의 제조방법, 이에 의해 제조된 ＰＣＢＭ 유도체-ＴｉＯ２ 전극 및 이를 포함하는 광전기화학 전지{Method for preparing ＰＣＢＭ derivative-ＴｉＯ２ electrode by electron irradiation, ＰＣＢＭ derivative-ＴｉＯ２ electrode prepared thereof and photoelectrochemical cell containing the same}
본 발명은 광전기화학 성능이 향상된 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법, 이에 의해 제조된 PCBM 유도체/TiO2 전극 및 이를 포함하는 광전기화학 전지에 관한 것으로, 구체적으로는 전자빔 조사를 이용하여 PCBM/TiO2 전극에서 PCBM의 분자구조를 변화시켜 PCBM 유도체/TiO2 전극을 제조하여 PCBM 유도체의 밴드갭 크기를 조절함으로써 광전기화학 성능이 향상된 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법, 이에 의해 제조된 PCBM 유도체/TiO2 전극 및 이를 포함하는 광전기화학 전지에 관한 것이다.
TiO2는 높은 화학적, 광학적 안정성을 장점으로 하여 태양광 에너지를 전기, 화학 에너지로 변환하는 반도체 물질로 널리 이용되고 있다. 하지만 TiO2는 비교적 큰 밴드갭으로 인하여 태양광 스펙트럼에서 자외선 영역의 빛만을 흡수하는 큰 단점을 가지고 있다. 이런 이유로, 양자점이나 유기염료와 같이 밴드갭이 작은 반도체 물질을 TiO2와 결합하여 가시광선 영역의 빛을 흡수할 수 있도록 하는 연구가 양자점 태양 전지, 염료감응형 태양 전지, 광전기화학 전지 분야에서 이루어지고 있다.
이러한 연구 경향과 더불어, TiO2를 나노탄소 물질과 결합하는 연구가 최근 많은 관심을 끌고 있다. 예를 들어, 탄소나노튜브-TiO2 , 플러렌-TiO2 , 그래핀-TiO2 등과 같은 고성능 광촉매들이 여러 연구그룹에 의해 소개가 되고 있다.
상기 나노탄소 물질 중에서, 플러렌은 TiO2와 결합하였을 때 광여기에 의해 생성된 전하 운반체들의 분리를 촉진시키거나 가시광선 영역의 빛을 흡수하는 효과를 보여줌으로써 광전기화학 전지에서 TiO2와 결합시켜 사용할 수 있는 물질로서 널리 사용되고 있다. 그러나, 플러렌의 LUMO 준위는 TiO2의 전도대보다 낮기 때문에 TiO2를 감응시키기에는 플러렌의 밴드경계위치가 적절하지 못하다는 문제점이 있다.
따라서, 밴드경계위치의 관점에서는, 플러렌의 유도체인 PCBM([6,6]-페닐-C61-부틸산 메틸에스테르)이 TiO2를 감응시키기에 더 적절하다. PCBM의 LUMO 준위는 TiO2의 전도대보다 약간 높기 때문에 플러렌에 비해 전자가 TiO2의 전도대로 주입되기 쉽기 때문이다. 상기 PCBM을 결합시킨 TiO2 전극의 성능을 향상시키기 위해서는 PCBM의 LUMO 준위를 증가시킬 필요성이 있다.
종래, 특허 문헌 1은 플러렌 유도체, 이를 포함하는 유기태양전지 및 이를 포함하는 유기박막트랜지스터에 관한 것으로, 전자받개 물질로 알콕시 벤젠을 치환기로서 함유하는 플러렌 유도체를 사용하여 LUMO 준위를 향상시킨 유기태양전지의 기술이 개시되어 있다. 그러나, 상기 기술에 의할 때, PCBM의 페닐고리 수소 중 일부를 전자받개 물질로 치환하여야 하므로 복잡하고 다단계로 이루어진 합성과정을 거쳐야 하기 때문에 최종 합성물의 수율이 낮은 문제점이 있다.
이에, 본 발명자들은 화학적 합성방법에 의하지 않고 전자 밴드 구조를 변화시킬 수 있는 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법에 대해 관심을 가지고 연구를 진행하던 중, 본 발명의 전도성 유리 기판에 TiO2 나노입자 필름을 형성하여 TiO2 전극을 제조한 후, 용매에 플러렌 유도체인 PCBM([6,6]-페닐-C61-부틸산 메틸에스테르) 분말을 용해시킨 PCBM 용액에 상기 TiO2 전극을 넣고 교반시켜 PCBM/TiO2 전극을 제조한 후, 상기 PCBM/TiO2 전극에 전자빔을 조사하는 방법에 의해 제조된 PCBM 유도체/TiO2 전극이 밴드갭이 작은 PCBM 유도체에 의해 TiO2 단독 전극에 비해 가시광선 영역의 흡광도가 증가할 뿐만 아니라 전자빔 조사로 인해 PCBM의 전자 밴드 구조가 변화되어 LUMO 준위가 높아진 PCBM 유도체에 의해 TiO2의 전도대로 전자의 주입이 더욱 용이하여 광전기화학 성능이 향상됨을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
특허문헌 1: 대한민국 공개특허 제2010-0062855호
본 발명의 목적은 광전기화학 성능이 향상된 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 상기 제조방법에 의해 제조된 PCBM 유도체/TiO2 전극을 제공하는 데 있다.
나아가, 본 발명의 목적은 상기 제조방법에 의해 제조된 PCBM 유도체/TiO2 전극을 포함하는 광전기화학 전지를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 전도성 유리 기판에 TiO2 나노입자 필름을 형성하여 TiO2 전극을 제조하는 단계(단계 1);
용매에 플러렌 유도체인 PCBM([6,6]-페닐-C61-부틸산 메틸에스테르) 분말을 용해시킨 PCBM 용액에 상기 단계 1의 TiO2 전극을 넣고 교반시켜 PCBM/TiO2 전극을 제조하는 단계(단계 2);
상기 단계 2의 PCBM/TiO2 전극에 전자빔을 조사하는 단계(단계 3);
를 포함하는 전자빔 조사를 이용한 하기 화학식 1로 표시되는 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112012038454955-pat00001
.
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 PCBM 유도체/TiO2 전극을 제공한다.
나아가, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 PCBM 유도체/TiO2 전극을 포함하는 광전기화학 전지를 제공한다.
본 발명의 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법에 의해 제조된 전극은 밴드갭이 작은 PCBM 유도체에 의해 TiO2 단독 전극에 비해 가시광선 영역의 흡광도가 증가할 뿐만 아니라, 전자빔 조사로 인해 PCBM의 전자 밴드 구조가 변화되어 LUMO 준위가 높아진 PCBM 유도체에 의해 TiO2의 전도대로 전자의 주입이 더욱 용이하기 때문에 광전기화학 성능이 우수한 효과가 있으므로 광전기화학 전지의 광전극으로 유용하게 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법을 나타내는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법에 있어서, 제조된 TiO2 나노입자 필름을 주사전자현미경으로 위에서 촬영한 사진(A), 측면에서 촬영한 사진(B)이다.
도 3은 본 발명의 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법에 의해 제조된 전극의 광학적 성질을 확인하기 위하여, 실시예 1 - 3 및 비교예 1 - 2의 전극에 대해 확산 반사 UV-VIS 스펙트럼을 측정하여 그 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 발명의 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법에 의해 제조된 전극의 밴드구조 변화에 의한 높아진 LUMO 준위를 나타내기 위하여, 실시예 1 - 3 및 비교예 1 - 2의 전극에 대해 밴드 구조를 나타낸 그래프이다.
도 5는 발명의 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법에 의해 제조된 전극의 향상된 광전기화학 성능을 확인하기 위하여, 실시예 1 - 3 및 비교예 1 - 2의 전극에 대해 전류밀도-전압 곡선을 나타낸 그래프이다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 전도성 유리 기판에 TiO2 나노입자 필름을 형성하여 TiO2 전극을 제조하는 단계(단계 1);
용매에 플러렌 유도체인 PCBM([6,6]-페닐-C61-부틸산 메틸에스테르) 분말을 용해시킨 PCBM 용액에 상기 단계 1의 TiO2 전극을 넣고 교반시켜 PCBM/TiO2 전극을 제조하는 단계(단계 2);
상기 단계 2의 PCBM/TiO2 전극에 전자빔을 조사하는 단계(단계 3)를 포함하는 전자빔 조사를 이용한 하기 화학식 1로 표시되는 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112012038454955-pat00002
.
이하, 상술한 상기 전자빔을 이용한 상기 화학식 1로 표시되는 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법을 더욱 구체적으로 설명한다.
먼저, 본 발명의 전자빔을 이용한 상기 화학식 1로 표시되는 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법에 있어서, 상기 단계 1은 전도성 유리 기판에 TiO2 나노입자 필름을 형성하여 TiO2 전극을 제조하는 단계이다.
구체적으로, 상기 단계 1의 전도성 유리 기판은 투명한 유리판으로 빛이 들어오는 창의 역할을 하며 한 쪽 면은 표면처리를 통해 들뜬 전자가 이동할 수 있게 한다. 따라서 빛을 잘 통과할 수 있도록 투과도가 높은 유리가 좋으며, 또한 생성되어 넘어온 전자가 잘 이동할 수 있게 면저항 값이 낮을수록 좋다. 본 발명의 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법에 있어서, 상기 전도성 유리 기판으로는 FTO(fluorine-doped tin oxide; 플루오르화 주석 산화물), ITO(indium-tin oxide; 인듐-주석 산화물) 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 FTO를 사용할 수 있다. 상기 전도성 유리 기판은 광양극의 기판으로 사용하기 위해 가로 1 - 5 cm, 세로 1 -5 cm인 사각형으로 잘라 사용할 수 있으며, 상기 자른 전도성 유리 기판은 에탄올, 아세톤, 이스프로필 알콜 등의 유기 용매와 물에 세척한 후, 그 위에 TiO2 나노입자 필름을 형성할 수 있다.
또한, 상기 단계 1의 TiO2 전극은 전도성 유리 기판에 TiO2 나노입자 페이스트를 도포하여 TiO2 나노입자 필름 형성함으로써 제조할 수 있다. TiO2 전극은 광전기화학 전지에서 작업 전극으로 사용되며, TiO2는 본 발명의 구성인 PCBM 유도체와 같은 염료를 흡착할 수 있는 반도체로서 나노 크기의 수많은 입자들이 모여있는 형태로서 전자가 염료로부터 나와 이동하게 되는 통로이다. 상기 TiO2 나노입자 필름의 형성 방법은 TiO2 나노입자를 전도성 유리 기판에 균일하게 코팅할 수 있는 방법이라면 제한없이 선택하여 사용할 수 있으나, 바람직하게는 TiO2 나노입자 페이스트를 닥터블레이드법으로 도포하는 방법을 사용할 수 있다.
나아가, 상기 단계 1의 전도성 유리 기판에 형성되는 TiO2 나노입자 필름의 두께는 TiO2 나노입자 페이스트가 도포되는 부위를 제외한 나머지 전도성 유리 기판에 투명 테이프의 부착 두께를 조절함으로써 조절할 수 있다. 상기 투명 테이프는 상업적으로 입수가능한 투명 테이프, 예를 들면 상품명 스카치 테이프 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 상기 단계 1의 TiO2 나노입자 필름은 투명 테이프가 부착된 전도성 유리 기판 상에 TiO2 나노입자 페이스트가 도포될 부위에 상기 페이스트를 도포한 후, 70 - 80 ℃의 온도로 기판 바닥을 가열하여 페이스트 내의 용매를 휘발시킨 다음, 투명테이프를 탈착시킨 후, 0.5 - 1.5 ℃min- 1 의 온도 증가율로 440 - 460 ℃에서 20 - 40 분 동안 가열함으로써 제조할 수 있으며, 바람직하게는 1 ℃min- 1 의 온도 증가율로 450 ℃에서 30 분 동안 가열함으로써 제조할 수 있다. 상기 제조된 TiO2 나노입자 필름에 있어서, 약 20 nm의 크기를 갖는 TiO2 입자들이 서로 연결되어 FTO 유리기판 위에 단단한 필름을 형성하며, 필름의 두께는 약 16.5 μm이다
다음으로, 본 발명의 전자빔을 이용한 상기 화학식 1로 표시되는 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법에 있어서, 상기 단계 2는 용매에 플러렌 유도체인 PCBM([6,6]-페닐-C61-부틸산 메틸에스테르) 분말을 용해시킨 PCBM 용액에 상기 단계 1의 TiO2 전극을 넣고 교반시켜 PCBM/TiO2 전극을 제조하는 단계이다.
구체적으로, 상기 단계 2의 PCBM 분말을 용해시키는 용매는 상기 PCBM 분말을 잘 용해할 수 있는 유기용매라면 제한없이 선택하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 톨루엔 등을 사용할 수 있고, 상기 유기 용매들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 클로로벤젠을 사용할 수 있다.
또한, 상기 단계 2의 PCBM 용액의 농도는 상기 단계 1에서 제조한 TiO2 전극 을 넣고 교반시켰을 때, TiO2 나노 입자에 PCBM을 충분히 결합시킬 수 있는 농도이면 제한없이 선택하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 1 - 2 mM 농도의 PCBM 용액을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1.5 mM 농도의 PCBM 용액을 사용할 수 있다.
나아가, 상기 단계 2의 교반은 TiO2 전극을 PCBM 용액에 수직으로 위치시켜 수행될 수 있으며, 교반 시간은 4 - 6 시간인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5 시간 동안 교반을 수행하는 것이 바람직하다. TiO2 나노입자 필름에 상기 교반에 의해 PCBM을 코팅하면 투명했던 TiO2 나노입자 필름이 옅은 황색을 나타낸다.
다음으로, 본 발명의 전자빔을 이용한 상기 화학식 1로 표시되는 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법에 있어서, 상기 단계 3은 상기 단계 2의 PCBM/TiO2 전극에 전자빔을 조사하는 단계이다.
구체적으로, 상기 단계 3의 전자빔 조사는 상온 및 1 x 10-5 - 3 x 10-5 Torr의 진공 하에서 수행될 수 있으며, 바람직하게는 상온 및 2 x 10-5 Torr의 진공 하에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 단계 3의 전자빔 조사는 45 - 55 keV의 전자 에너지 하에서 수행될 수 있으며, 바람직하게는 50 keV의 전자 에너지 하에서 수행될 수 있다.
또한, 상기 단계 3의 전자빔 조사는 3.6 x 1016 - 1.44 x 1017 ㎝-2의 전자빔 플루언스 하에서 수행될 수 있다. 상기 전자빔 플루언스는 전자빔 전류밀도 (C/s cm-2) x 조사 시간 (s) / 1.6E-19 (C-1) 로 계산하며 단위는 cm-2이다. 상기 단계 3의 전자빔 조사에 있어서, 1 - 2 ㎂ ㎝-2의 전자빔 전류밀도를 사용할 수 있으며 바람직하게는 1.6 ㎂ ㎝-2의 전자빔 전류밀도를 사용할 수 있다. 또한, 상기 단계 3의 전자빔 조사에 있어서, 1 - 4 시간 동안 전자빔을 조사할 수 있으며, 바람직하게는 2 시간 동안 전자빔을 조사할 수 있다.
본 발명의 실험예 1을 참조하면 7.2 x 1016 ㎝-2의 전자빔 플루언스 하에서 본 발명의 PCBM 유도체/TiO2 전극의 광전기화학 성능 효율이 가장 높아지는 것을 확인할 수 있다. 따라서 상기 단계 3의 전자빔 조사는 7.2 x 1016 ㎝-2의 전자빔 플루언스 하에서 수행되는 것이 가장 바람직하다.
나아가, 상기 단계 3의 전자빔 조사에 의한 PCBM에서 상기 화학식 1의 PCBM 유도체로의 구조 변화는 하기 반응식 1로 나타낼 수 있다:
[반응식 1]
Figure 112012038454955-pat00003
.
상기 화학식 2로 표시되는 PCBM은 플러렌 유도체(C60)로서 부틸산 메틸에스테르(butyric acid methyl ester) 곁사슬과 페닐 고리가 C60 플러렌에 결합되어 있는 분자구조를 가지고, 이후 전자빔의 조사에 의해 상기 화학식 3으로 표시되는 바와 같이 메톡시 라디칼과 페닐 라디칼이 형성된 다음, 상기 화학식 1로 표시되는 바와 같이 메톡시 라디칼과 페닐 라디칼의 결합에 의해 새로운 메톡시기가 치환된 페닐 고리가 형성된다. 한편, 더 높은 전자빔 플루언스를 조사할 경우, C60의 분자 구조는 하기 화학식 4로 표시되는 바와 같이 파괴된다.
[화학식 4]
Figure 112012038454955-pat00004
.
또한, 본 발명은 전도성 유리 기판에 TiO2 나노입자 필름을 형성하여 TiO2 전극을 제조한 후, 용매에 플러렌 유도체인 PCBM([6,6]-페닐-C61-부틸산 메틸에스테르) 분말을 용해시킨 PCBM 용액에 상기 TiO2 전극을 넣고 교반시켜 PCBM/TiO2 전극을 제조한 다음, 상기 PCBM/TiO2 전극에 전자빔을 조사하는 제조방법 의해 제조되는 전자빔을 이용한 상기 화학식 1로 표시되는 PCBM 유도체/TiO2 전극을 제공한다.
나아가, 본 발명은 백금선을 음극으로 하고, 전도성 유리 기판에 TiO2 나노입자 필름을 형성하여 TiO2 전극을 제조한 후, 용매에 플러렌 유도체인 PCBM([6,6]-페닐-C61-부틸산 메틸에스테르) 분말을 용해시킨 PCBM 용액에 상기 TiO2 전극을 넣고 교반시켜 PCBM/TiO2 전극을 제조한 다음, 상기 PCBM/TiO2 전극에 전자빔을 조사하는 방법에 의해 제조되는 전자빔을 이용한 상기 화학식 1로 표시되는 PCBM 유도체/TiO2 전극을 광양극으로 하는 광전기화학 전지를 제공한다.
구체적으로, 상기 본 발명의 PCBM 유도체/TiO2 전극을 광양극으로 포함하는 광전기화학 전지는 광양극과 음극 사이에 전해질을 구비할 수 있으며, 상기 전해질은 1M 농도의 NaOH 수용액인 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 PCBM 유도체/TiO2 전극은 밴드갭이 작은 PCBM에 의해 TiO2 단독 전극에 비해 가시광선 영역의 흡광도가 증가할 뿐만 아니라 전자빔 조사에 의하여 PCBM 유도체의 LUMO 준위가 올라가면 PCBM 유도체에서 TiO2의 전도대로 전자 주입이 용이해져 PCBM 유도체/TiO2 전극의 광전기화학 성능이 증가하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 실험예 1을 참조하면, 실시예 3의 상기 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극을 광양극으로 하는 광전기화학 전지에 있어서, 전자빔을 조사하지 않은 PCBM/TiO2 전극와 비교하여 볼때, 포화 광전류밀도 및 개방전압이 각각 증가하여 광전기화학 성능이 향상됨을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실험예 1을 참조하면 전자빔 플루언스가 증가함에 따라 PCBM 유도체/TiO2 전극의 광전기화학 성능이 향상되나, 1.44 x 1017 ㎝-2의 전자빔 플루언스 하에서는 광전기화학 성능이 저하되는 것을 알 수 있다. 이는 전자빔 플루언스가 증가함에 따라 PCBM 유도체의 LUMO 준위가 올라가면 PCBM 유도체에서 TiO2로의 전자 주입이 용이해져 PCBM 유도체/TiO2 전극의 광전기화학 성능이 증가하지만, PCBM 유도체의 밴드갭 또한 증가하여 빛의 흡수가 감소되므로 PCBM 유도체/TiO2 전극의 광전기화학 성능이 저하됨을 의미한다. 살펴본 바와 같이, 전자빔 조사는 광전기화학 성능을 향상시키거나 저하시키는 두 가지 반대 효과를 가져다주며 본 발명에서는 7.2 x 1016 cm- 2 의 전자빔 플루언스 하에서 PCBM/TiO2 전극의 포화 광전류밀도, 개방전압이 TiO2 전극에 비해 각각 약 90%, 36% 증가하여 가장 최적의 조건임을 알 수 있다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예 및 실험예에 의해 보다 상세하게 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1> PCBM 유도체/ TiO 2 전극의 제조 - 1
TiO2 나노입자 페이스트가 도포될 FTO 전도성 유리 기판을 광양극으로 사용하기 위해 가로 1 - 5 ㎝, 세로 1 - 5㎝ 인 사각형으로 자른 뒤, 에탄올, 아세톤, 이소프로필알콜 등의 유기용매와 물에 세척하였다. 그 후, 도 1에 나타낸 바와 같이, 투명 테이프가 부착된 FTO 전도성 유리 기판에 TiO2 나노입자 페이스트가 도포될 부위에 상기 페이스트를 도포한 후, 70 - 80 ℃의 온도로 기판 바닥을 가열하여 페이스트 내의 용매를 휘발시킨 다음, 투명테이프를 탈착시키고, 연이어, 1℃ min-1의 온도 증가율로 450 ℃에서 30분 동안 가열을 하면 TiO2 나노입자 필름을 형성할 수 있다. 상기 전도성 유리 기판에 형성되는 TiO2 나노입자 필름의 두께는 TiO2 나노입자 페이스트가 도포되는 부위를 제외한 나머진 전도성 유리 기판에 투평 테이프의 부착 두께를 조절함으로써 조절할 수 있다.
도 2에 상기 제조된 TiO2 나노입자 필름을 주사전자현미경으로 위에서 촬영한 사진(A) 및 측면에서 촬영한 사진(B)을 나타내었고, TiO2 나노입자 필름을 위에서 촬영한 사진(A)에 삽입된 사진은 TiO2 나노입자 필름을 위에서 고배율로 촬영한 사진이다. 도 2를 참조하면 약 20 nm의 크기를 갖는 TiO2 입자들이 서로 연결되어 FTO 전도성 유리 기판 위에 단단한 필름을 형성하며, 필름의 두께는 약 16.5㎛이다.
다음으로, PCBM 분말을 용해시킨 1.5 mM 농도의 PCBM 용액에 상기 제조된 TiO2 나노입자 필름 전극을 수직으로 세운 상태에서 넣고 5시간 동안 교반한다. 교반 후, 순수한 클로로벤젠 용매에 전극을 수차례 씻어내고 대기조건에서 건조하면 PCBM/TiO2 전극을 제조할 수 있다.
다음으로, 상기 제조된 PCBM/TiO2 전극에 전자빔 조사를 위해 전자빔 조사 장치에 넣고 2 x 10-5 Torr 이하로 압력을 하강하고 실온을 유지하는 전자빔 조사 환경을 형성한다.
전자의 에너지는 50 keV로 하여 열전자가 발생하는 필라멘트의 전류와 조사 시간을 통제하여 전자빔 플루언스를 조절한다. 전자빔 플루언스는 전자빔 전류밀도 (C/s cm-2) x 조사 시간 (s) / 1.6E-19 (C-1) 로 계산할 수 있으며, 단위는 cm-2이다. 본 발명의 실시예 1에 있어서는, 전자빔 전류밀도는 1.6 ㎂ ㎝-2이며, 조사 시간은 1 시간으로 하여 PCBM 유도체/TiO2 전극을 제조하였다.
< 실시예 2> PCBM 유도체/ TiO 2 전극의 제조 - 2
본 발명의 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법에 의한 전극의 제조에 있어서, 조사 시간을 2 시간으로 하여 전자빔 플루언스가 7.2 x 1016 cm-2인 것을 제외하고는 상기 실시예 1에 기재된 것과 동일한 절차를 수행하여 실시예 2의 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조하였다.
< 실시예 3> PCBM 유도체/ TiO 2 전극의 제조 - 3
본 발명의 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법에 의한 전극의 제조에 있어서, 조사 시간을 4 시간으로 하여 전자빔 플루언스가 1.44 x 1017 ㎝-2인 것을 제외하고는 상기 실시예 1에 기재된 것과 동일한 절차를 수행하여 실시예 3의 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조하였다.
< 비교예 1> TiO 2 전극의 제조
TiO2 나노입자 페이스트가 도포될 FTO 전도성 유리 기판을 광양극으로 사용하기 위해 가로 1 - 5 ㎝, 세로 1 - 5㎝ 인 사각형으로 자른 뒤, 에탄올, 아세톤, 이소프로필알콜 등의 유기용매와 물에 세척하였다. 그 후, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 세척한 FTO 전도성 유리 기판에 TiO2 나노입자 페이스트가 도포될 부위에 상기 페이스트를 도포한 다음, 70 - 80 ℃의 온도로 기판 바닥을 가열하여 페이스트 내의 용매를 휘발시킨 후, 연이어, 1℃ min-1의 온도 증가율로 450 ℃에서 30분 동안 가열을 하여 TiO2 전극을 제조하였다.
< 비교예 2> PCBM / TiO 2 전극의 제조
TiO2 나노입자 페이스트가 도포될 FTO 전도성 유리 기판을 광양극으로 사용하기 위해 가로 1 - 5 ㎝, 세로 1 - 5㎝ 인 사각형으로 자른 뒤, 에탄올, 아세톤, 이소프로필알콜 등의 유기용매와 물에 세척하였다. 그 후, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 세척한 FTO 전도성 유리 기판에 TiO2 나노입자 페이스트가 도포될 부위에 상기 페이스트를 도포한 후, 70 - 80 ℃의 온도로 기판 바닥을 가열하여 페이스트 내의 용매를 휘발시킨 다음, 연이어, 1℃ min-1의 온도 증가율로 450 ℃에서 30분 동안 가열을 하여 TiO2 전극을 제조하였다.
다음으로, PCBM 분말을 용해시킨 1.5 mM 농도의 PCBM 용액에 상기 제조된 TiO2 나노입자 필름 전극을 수직으로 세운 상태에서 넣고 5시간 동안 교반한다. 교반 후, 순수한 클로로벤젠 용매에 전극을 수차례 씻어내고 대기조건에서 건조하면 PCBM/TiO2 전극을 제조하였다.
< 실험예 1> 확산 반사 UV - VIS 스펙트럼의 측정
본 발명의 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법에 의해 제조된 전극의 광학적 성질을 확인하기 위하여, 상기 실시예 1 - 3 및 비교예 1 - 2의 전극에 대하여 확산 반사 UV-VIS 분광법을 이용하여 흡광 스펙트럼을 얻었고, 그 결과를 도 3에 나타내었다. UV-VIS 흡광 스펙트럼을 얻기 위해 상기 실시예 1 - 3 및 비교예 1 - 2의 전극의 FTO 전도성 유리 기판으로부터 PCBM 유도체/TiO2, TiO2 및 PCBM/TiO2을 긁어내어 분말을 3 g 이상 확보하고 3 g 미만일 경우, BaSO4 분말과 혼합하여 스펙트럼을 측정하였다.
그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이 비교예 2의 PCBM/TiO2은 가시광선 파장 영역인 390 - 800 nm 사이의 흡광도가 증가하는 반면 자외선 파장 영역인 300 - 360 nm 사이의 흡광도가 감소했다. 또한, 실시예 1 - 3의 PCBM 유도체/TiO2는 자외선과 가시광선 파장 영역의 흡광도가 전자빔 플루언스가 증가함에 따라 점차적으로 감소함을 알 수 있다. 이는, 전자빔 플루언스가 증가함에 따라 PCBM 유도체의 밴드갭이 증가하기 때문이며, 상기 밴드갭의 증가는 전자빔 조사에 의한 PCBM의 분자구조 변화에 기인한다. 도 4에 전자빔 플루언스의 증가에 따른 실시예 1 - 3의 전극의 유효 밴드갭의 증가를 나타내었으며, 상기 밴드갭의 증가는 LUMO 준위가 높아짐을 의미하며 이로 인해, TiO2의 전도대로 전자의 주입이 더욱 용이해지는 효과가 있다.
따라서, 본 발명의 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법에 의해 제조된 전극을 광양극으로 포함하는 광전기화학 전지는 밴드갭이 작은 PCBM에 의해 TiO2 단독 전극에 비해 가시광선 영역의 흡광도가 증가할 뿐만 아니라 전자빔 조사로 인해 PCBM의 전자 밴드 구조가 변화되어 LUMO 준위가 높아진 PCBM 유도체에 의해 TiO2의 전도대로 전자의 주입이 더욱 용이한 효과가 있으므로 광전기화학적성능이 향상됨을 확인할 수 있다.
< 실험예 2> 광전기화학 성능의 측정
본 발명의 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법에 의해 제조된 전극의 향상된 광전기화학 성능을 확인하기 위하여, 실시예 1 - 3 및 비교예 1 - 2의 전극들을 광양극으로 하는 광전기화학 전지를 구성하여 전류 밀도-전압 곡선을 측정하였고 그 결과를 도 5에, 성능 평가 인자들을 표 1에 나타내었다. 광전기화학 전지는 삼전극 구조를 가지며, 광양극, 백금선을 음극으로, 포화 감홍 전극 (Saturated Calomel Electrode, SCE)을 기준전극으로 한다. 전해질 용액으로서 질소 기체로 30동안 퍼지(purge)한 1M 농도의 NaOH 수용액을 사용하였다. 각 전극들의 광전기화학 성능은 태양광을 모사한 빛을 비추는 상태에서 전압을 -1.2에서 0.5V (vs. SCE)까지 100 mV s- 1 의 속도로 주사하면서 퍼텐쇼스탯으로 기록하였다.광전기화학 성능 평가 인자 중, 필 팩터(충실도) 및 광전변환효율(에너지전환효율)을 하기 수학식 1 및 수학식 2에 의해 계산하였다.
[수학식 1]
Figure 112012038454955-pat00005
상기 수학식 1에서,
Vmp는 최대 전력점에서 전압값이고, Imp는 최대 전력점에서의 전류값이고, Voc는 개방전압이고, Isc는 광 전류 밀도이다.
[수학식 2]
Figure 112012038454955-pat00006
상기 수학식 2에서,
Isc는 광전류밀도, Voc는 개방전압, FF는 필 팩터(충실도), Plight는 공급된 빛 에너지이다.
광전류밀도(㎂㎝-2) 개방전압(v)
vs. SCE		 필 팩터
(충실도)		 광전변환효율
(%)
비교예 1 176 -0.85 0.608 0.113
비교예 2 234 -1.05 0.645 0.198
실시예 1 306 -1.16 0.645 0.364
실시예 2 333 -1.16 0.819 0.444
실시예 3 285 -1.10 0.745 0.292
그 결과, 표 1 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 태양광을 모사한 빛을 비추는 상태에서 비교예 1의 TiO2 전극은 176 μA cm-2의 포화 광전류밀도, -0.85 V의 개방전압을 보여준다. 비교예 2의 TiO2에 PCBM을 코팅한 PCBM/TiO2 전극은 포화 광전류밀도와 개방전압이 각각 234μA cm-2, -1.05 V로 증가되어 향상된 광전기화학 성능을 보여준다. 포화 광전류밀도와 개방전압의 증가는 PCBM의 의한 가시광선 흡수에 기인하며, 상기 광전류밀도 및 개방전압의 증가에 의하여 광전변환효율이 향상될 수 있다.
또한, 실시예 1의 3.6 x 1016 cm- 2 의 전자빔 플루언스의 조사에 의해 제조된 PCBM 유도체/TiO2 전극의 포화 광전류밀도와 개방전압는 각각 306μA cm-2, -1.16 V로 증가했으며, 실시예 2의 7.2 x 1016 cm- 2 의 전자빔 플루언스의 조사에 의해 제조된 PCBM 유도체/TiO2 전극의 포화 광전류밀도와 개방전압은 각각 333μA cm-2, -1.16 V로 증가했다. 상기 증가한 광전류밀도 및 개방전압은 광전변환효율의 증가를 의미하며, 이로부터 전자빔 플루언스를 증가함에 따라 PCBM 유도체/TiO2 전극의 광전기화학 성능이 향상됨을 알 수 있다.
그러나, 실시예 3의 1.44 x 1017 cm-2의 전자빔 플루언스를 조사하여 제조된 PCBM 유도체/TiO2 전극은 전자빔을 조사하지 않은 비교예 2의 PCBM/TiO2 전극보다는 광전기화학 성능이 우수하지만 실시예 1 - 2의 PCBM 유도체/TiO2 전극과 비교했을 때, 광전변환효율이 낮아져 광전기화학 성능이 저하됨을 알 수 있다. 도 4에서 나타낸 바와 같이, 전자빔 플루언스가 증가함에 따라 PCBM 유도체의 LUMO 준위가 점차적으로 올라가면 PCBM 유도체에서 TiO2로의 전자 주입이 용이해져 광전기화학 성능이 증가하지만 PCBM 유도체의 밴드갭 또한 증가하여 빛의 흡수를 감소시킨다. 이로부터, 전자빔 조사는 LUMO 준위를 증가시킴으로써 광전기화학 성능을 향상시키거나 밴드갭을 증가시킴으로써 광전기화학 성능을 저하시키는 두 가지 반대 효과를 가져오는 것을 알 수 있다.
최적화된 전자빔 플루언스에서 PCBM 유도체/TiO2 전극의 광전기화학 성능이 최대화되며, 실험 결과, 7.2 x 1016 cm-2의 전자빔 플루언스 하에서 전자빔 조사를 이용하여 제조된 PCBM 유도체/TiO2 전극의 포화 광전류밀도 및 개방전압은 비교예 1의 TiO2 단독 전극에 비해 각각 약 90% 및 36% 증가하였을 뿐만 아니라, 광전기화학 성능 평가 인자인 광전변환효율이 0.444%로 가장 높음을 확인할 수 있다.
이로부터, 본 발명의 실시예 1 - 3의 PCBM 유도체/TiO2 전극을 포함하는 광전기화학 전지는 광전류밀도 및 개방전압이 높아짐으로써 광전변환효율이 향상되는 효과가 있음을 확인할 수 있으며, 따라서 본 발명의 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법에 의해 제조된 전극은 광전기화학 전지의 광양극으로 유용하게 사용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 전도성 유리 기판에 TiO2 나노입자 필름을 형성하여 TiO2 전극을 제조하는 단계(단계 1);
    용매에 플러렌 유도체인 PCBM([6,6]-페닐-C61-부틸산 메틸에스테르) 분말을 용해시킨 PCBM 용액에 상기 단계 1의 TiO2 전극을 넣고 교반시켜 PCBM/TiO2 전극을 제조하는 단계(단계 2);
    상기 단계 2의 PCBM/TiO2 전극에 전자빔을 조사하는 단계(단계 3);
    를 포함하는 전자빔 조사를 이용한 하기 화학식 1로 표시되는 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법:
    [화학식 1]
    Figure 112012038454955-pat00007
    .
  2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 단계 1의 전도성 유리 기판은 FTO(fluorine-doped tin oxide; 플루오르화 주석 산화물) 또는 ITO(indium-tin oxide; 인듐-주석 산화물)인 것을 특징으로 하는 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법.
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 단계 1의 TiO2 전극은 전도성 유리 기판에 TiO2 나노입자 페이스트를 닥터블레이드법으로 도포하여 TiO2 필름을 형성함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단계 1의 전도성 유리 기판에 형성되는 TiO2 나노입자 필름의 두께는 TiO2 나노입자 페이스트가 도포되는 부위를 제외한 나머지 전도성 유리 기판에 투명 테이프의 부착 두께를 조절함으로써 조절되는 것을 특징으로 하는 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단계 1의 TiO2 나노입자 필름은 투명 테이프가 부착된 전도성 유리 기판 상에 TiO2 나노입자 페이스트가 도포될 부위에 상기 페이스트를 도포한 후, 70 - 80 ℃의 온도로 기판 바닥을 가열하여 페이스트 내의 용매를 휘발시킨 다음, 투명테이프를 탈착시킨 후, 0.5 - 1.5 ℃min- 1 의 온도 증가율로 440 - 460 ℃에서 20 - 40 분 동안 가열함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 단계 2의 용매는 클로로벤젠, 디클로로벤젠 및 톨루엔으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종인 것을 특징으로 하는 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단계 2의 PCBM 용액은 농도가 1 - 2 mM 인 것을 특징으로 하는 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 단계 2의 교반은 TiO2 전극을 PCBM 용액에 수직으로 위치시켜 수행되는 것을 특징으로 하는 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 단계 3의 전자빔 조사는 50 keV의 전자 에너지 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 단계 3의 전자빔 조사는 3.6 x 1016 - 1.44 x 1017 ㎝-2의 전자빔 플루언스 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 전자빔 조사를 이용한 PCBM 유도체/TiO2 전극의 제조방법.
  11. 제1항의 제조방법에 의해 제조되는 하기 화학식 1로 표시되는 PCBM 유도체/TiO2 전극:
    [화학식 1]
    Figure 112012038454955-pat00008
    .
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    백금선을 음극으로 하고, 제1항의 제조방법에 의해 제조되는 하기 화학식 1로 표시되는 PCBM 유도체/TiO2 전극을 광양극으로 하는 광전기화학 전지:
    [화학식 1]
    Figure 112012038454955-pat00009
    .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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