The novel selective hierarchical growth approach represent low cost, all solution hydrothermal process that yields complex hierarchical ZnO nanowire photoanodes by utilizing a simple manipulation of seed particles and capping polymer was demonstrated to increase the total power conversion efficiency. As the result of the hierarchical nanowire structure, the overall light-conversion efficiency was nearly five times than the efficiency of simple vertically aligned ZnO nanostructure DSSCs. The increase of efficiency is correspond to significantly enhanced photo-anode surface area for higher dye loading, light harvesting and decreased the charge combination by direct conduction path along the “nanotree” structure. As the length of the branches increased, the branches became flaccid and the increase in solar cell efficiency slowed down because the effective surface area increase was hindered by branch bundling during the drying process and subsequent decrease in the dye loading.
본 연구에서는 염료감응 태양전지의 효율 증대를 위하여 용액공정 기반의 열수화학반응을 사용해 계층적 구조를 갖는 산화아연 나노와이어 구조를 제작하고 이를 태양전지의 양극에 적용하였다. 계층적 구조를 갖는 산화아연 나노와이어 기반의 태양전지의 경우 수직한 산화아연 나노와이어를 태양전지의 양극으로 적용했을때에 비해 약 5배 높은 효율을 보임을 확인하였으며 이러한 효율 증가는 단순한 표면 증가에 의한 효과 뿐만이 아닌 나노와이어가 갖는 직접경로에 의한 재결합 감소 효과 역시 있는것으로 추정된다. 계층적 구조를 갖는 산화아연 나노와이어 구조의 경우 가지의 길이가 길어짐에 따라 효율의 증가폭이 낮아지는 현상이 발견되었는데, 이는 긴 가지의 경우 건조과정에서 서로 뭉치는 현상이 일어나 염료 흡착이 효율적으로 일어나지 못하기 때문인 것으로 생각된다.
