워터 파크에서 태양전지 패널로 스마트폰 밧데리 충전

워터 파크에 있는 파라솔 위에 태양전지 패널을 올려 놓아 스마트폰용 예비 밧데리를 충전했다.

난 보통 놀러 갈 때는 태양전지 패널을 챙겨간다. 항상 소형 발전기를 들고 다니는 셈인데 유비무환이랄까. 밧데리를 쉽게 충전할 수 없는 상황을 고려하기 때문이다.

태양전지는 애착이 깊은데 진정한 신재생에너지이고 친환경적이어서 내가 지구를 살린다는 생각 때문이다.

사실 매번 태양전지를 들고 다니기 귀찮고 일반적인 스마트폰 밧데리를 가득 충전하는데 3시간 정도 걸려 인내력이 조금 필요하다.

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DSSCs(dye-sensitized solar cells): 감응 염료

DSSCs에서 감응 염료는 포톤을 흡수하여 전자와 홀을 생성하는 역할을 한다. 

(가장 성능 좋은 Ru 기반의 착물(complex)인 CYC-B11와 도너-pi-업셉터 염료인 YD2-o-C8과 Y123 각각의 화학 구조)


일반적으로 Ru 기반의 염료가 DSSCs에 널리 사용되고 있으나 최근 도너-pi 업셉터 염료가 많이 연구되고 있으며 Ru 기반의 염료 보다 훨씬 더 강하게 광을 흡수하여 대부분의 가시광을 앏은 두께에서도 흡수한다. 

[출처] 염료 감응 태양전지의 부흥|작성자 광돌이 S

DSSCs에서 감응 염료는 전통적으로 Ru 기반의 착물인 N3, N719, C106 그리고 CYC B11으로 만들어지고 있다. 이들은 상당히 넓은 흡수 스펙트럼(Δλ ≒350 nm)을 갖지만 몰흡광계수(10,000~20,000 /Mcm)는 낮다.

이 착물은 band-edge(780 nm 근처)에서 극도로 약한 광흡수로 인해 NIR 수확을 제한한다.  

비록 Ru 기반의 염료은 과거 20년간 잘 사용되고 있지만 염료 설계 개선과 비싼 금속을 사용하지 않으려는 움직임이 Ru 기반의 염료를 다른 염료로의 대체를 부추겼다. 

유기 염료는 Ru 기반 염료에 비해 일반적으로 상대히 큰 몰흡광계수(50,000~200,000 /Mcm)를 가지지만  보통 좁은 스펙트럼 대역폭(spectral band width,Δλ ≒100 ~ 250 nm )을 나타낸다.

수년간 연구 끝에 전자 풍부(도너)와 전자 결핍(업셉터) 부분이 conjugated (pi) bridge로 연결된 염료가 개발되었다. 

참고: the renaissance of dye-sensitized solar cells, Brian E. et al., Nature Photonics, Review Articles | Focus, published online: 29 February 2012.