Herein, the present work focuses on the effective counter electrode for dye-sensitized solar cells. The bottom–up approach was adapted to synthesize Mn2O3 nanorods via the hydrothermal method and the reduced graphene oxide was merged with Mn2O3 to prepare a nanocomposite. The prepared nanocomposites were subjected to physio-chemical and morphological characterizations which revealed the crystalline nature of Mn2O3 nanorods. The purity level rGO was characterized using the Raman spectrum and the Fourier transform infrared spectroscopy employed to find the functional groups. The morphological micrographs were visualized using SEM and TEM and the high aspect ratio Mn2O3 nanorods were observed with 5–7 nm and supported by rGO sheets. The electrocatalytic nature and corrosion properties of the counter electrode towards the iodide electrolyte were studied using a symmetrical cell. The as-synthesized nanocomposites were introduced as counter electrodes for DSSC and produced 4.11% of photoconversion efficiency with lower charge transfer resistance. The fabricated DSSC devices were undergone for stability tests for indoor and outdoor atmospheres, the DSSC stability showed 93% and 80% respectively for 150 days.

The research on dye-sensitized solar cells (DSSCs) is in the advanced stage today. The only concern observed so far has been regarding its stability and efficiency. Its power conversion efficiency can be increased by incorporating various methods and materials based on nanotechnology. Several attempts have been employed to develop advanced methods for eco-friendly, commercially viable, and sustainable DSSCs to minimize the energy crisis in the future. Photoanode is one of the essential components of DSSCs that can be modified using different nanostructures to enhance its efficiency. The TiO2 nanoparticlebased photoanode with gold and silver has proven to be potent materials for getting efficient DSSCs. The plasmonic and quantum confinement effects also play a vital role in efficiency enhancement. In this review, we discuss numerous attempts made by researchers in the last decade to modify the photoanode and their progress. We also look at different types of nanostructures, such as quantum dots, metal oxide doping, layered structures, nanocomposites, and thin film formation, that improve the efficiency of DSSCs. Several methods were reviewed to modify photoanodes to optimize electron transportation, light scattering, trapping power, surface area, and reduce charge recombination. The trend in the efficiency enhancement of DSSCs using TiO2, Au, ZnO, Ag, and graphene nanostructures-based photoanodes have been explored in great detail.

염료감응형 태양전지에 사용되기 위한 유기/무기 복합소재를 합성하였다. 다양한 분자량(600, 1,500, 2,000, 3,400)의 polyethylene glycol 양 끝단을 ethoxysilane기로 치환하여 전구체를 제조하였으며, 전구체간의 졸-겔 반응을 통하여 복합소재를 합성하였다. 전해질막은 유기/무기 복합소재를 KI 및 I2로 도핑하여 제조하였으며, 제조한 전해질의 이온전도도 특성을 측정하였다. 전해질막의 이온전도도는 원료로 사용한 PEG에 크게 영향을 받았으며 가장 높은 이온전도도는 분자량 2,000의 PEG를 사용한 전해질막에서 볼 수 있었다. 복합전해질막은 이온전도도에 있어서 큰 향상을 보였다. PEO 전해질막에 비하여 분자량 2,000의 PEG를 사용하여 제조한 복합전해질막은 월등하게 높은 이온전도도를 보였다.

염료감응형 태양전지를 위한 고분자 전해질막을 제조하였다. 고분자물질로는 Poly(ethylene oxide) (PEO)를 사용하였으며, 가소제로서 poly(ethylene glycol) (PEG)를 첨가하였고, 전해질염 및 I - /I3 - ,의 공급원으로서 KI 및 I2를 첨가하여 고분자 전해질막을 제조하였으며, 이와 같은 고분자 전해질막을 바탕으로 염료감응형 태양전지를 제조하였다. 고분자 전해질 내의 가소제로서의 PEG 함량은 0%에서 85%의 범위로 변화하였다. 이러한 PEG 함량 전 구간에서 고분자 전해질막은 그 형태를 자체적으로 유지하는(self supporting) 완벽한 고체 전해질막의 형태로 제조되었다. PEG 함량이 증가하면서 전해질막을 통한 이온전도도와 I3- 이온의 확산도계수는 증가하였다. 염료감응형 태양전지에 있어서는 고분자 전해질막 내의 PEG 함량이 증가하면서 그 효율이 증가함을 볼 수 있었다.

요오드화수은은 우수한 엑스선 민감도 특성을 가진 광도전체로 비정질 셀레늄을 대체할 수 있는 후보물 질로 많은 연구가 진행되고 있지만 높은 누설전류로 인해 상용화에 많은 한계점을 나타내고 있다. 본 연구 에서는 요오드화수은의 높은 누설전류를 저감하기 위해 요오드화수은에 비해 입자가 작은 이산화규소 및 이산화티타늄을 물리적으로 혼합하여 단위시편을 제작하였으며 제작된 단위시편의 전기적 특성을 비교·분석하였다. 그 결과 혼합한 두 물질 모두 요오드화수은의 높은 누설전류를 저감하는데 효과가 있었으며 요오드화수은-이산화티타늄 혼합물에서는 방사선 민감도 특성이 상당히 높아짐을 확인하였다.