• 제목/요약/키워드: $TiO_2$ 필름

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PVC-g-PSSA 가지형 공중합체를 이용한 다공성 $TiO_2$ 박막의 합성 및 염료감응 태양전지 응용 (Synthesis of Porous $TiO_2$ Thin Films Using PVC-g-PSSA Graft Copolymer and Their Use in Dye-sensitized Solar Cells)

  • 변수진;서진아;지원석;설용건;김종학
    • 멤브레인
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    • 제21권2호
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    • pp.193-200
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    • 2011
  • 원자전달 라디칼 중합(ATRP)에 의해 poly(vinyl chloride) (PVC) 주사슬과 poly(styrene sulfonic acid) (PSSA) 곁사슬로 되어있는 양쪽성 PVC-g-PSSA 가지형 공중합체를 합성하였다. PVC-g-PSSA 가지형 공중합체 고분자를 템플레이트로 사용하고 졸겔법을 적용하여, 결정성 아타네제상의 미세기공 이산화티타튬 필름을 제조하였다. $TiO_2$ 전구체인 TTIP를 친수성인 PSSA 영역과 선택적으로 작용시켜 $TiO_2$ 메조기공 필름을 성장하였으며, 이를 주사전자 현미경 (SEM)과 엑스레이회절 (XRD)분석을 통해 분석하였다. 스핀코팅 횟수와 P25 도입에 따른 염료감응 태양전지 성능을 체계적으로 분석하였다. 그 결과 준고체 고분자 전해질을 이용하였을 때, 100 mW/$cm^2$ 조건에서 에너지 변환 효율이 2.7%에 이르렀다.

중공구의 크기에 의한 hollow TiO2/polyacrylate 복합체의 열차단 특성 (Effect of Hollow Sphere Size on Heat Shield Properties of hollow TiO2/polyacrylate Composites)

  • 김종석
    • 공업화학
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    • 제32권6호
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    • pp.690-694
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    • 2021
  • 본 연구에서는 글루코스를 전구체로 사용하여 수열합성방법을 통해 구형탄소입자(carbon sphere, CS)를 제조하였다. 200 nm, 500 nm, 1,200 nm 크기의 중공형 TiO2 (H-TiO2)는 CS/TiO2 core-shell 구조를 졸-겔 법과 열처리 방법으로 합성하였다. FE-SEM, HR-TEM, XRD 분석을 통하여 H-TiO2의 물리적 특성을 측정하였다. H-TiO2/polyacrylate (PA) 복합체의 UV-Vis-NIR 분석을 통해 색상변화와 일사반사율을 얻었으며, 실험실에서 제작한 차열온도 측정기를 통해 차열온도를 측정하였다. H-TiO2/PA 복합체는 열전도도가 낮은 건조공기로 채워진 중공구조에 의한 우수한 차열 특성과 근적외선 반사율을 보였다. H-TiO2/PA 복합체에서 중공구의 크기가 증가함에 따라 열차단 특성이 증가하였다. 1,200 nm 중공 크기의 H-TiO2를 혼합한 PA 필름에서 측정된 차열온도가 투명 유리판의 차열온도보다 26 ℃ 감소하였다.

용매 증발 과정 중 마이크로웨이브 처리가 PVDF 복합재료 필름의 결정화 형태에 미치는 영향 (Effect of Microwave Irradiation on Conformation of Crystalline of PVDF Nano-composite Film in the Solvent Evaporation Process)

  • 홍현수;김성수
    • Composites Research
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    • 제33권1호
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    • pp.19-24
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    • 2020
  • 본 연구에서는 Poly(vinylidene fluoride) (PVDF) 필름 제작 과정 중 마이크로웨이브 처리 과정을 도입하여 β 결정성 향상에 어떠한 영향을 미치는지 분석하였다. 또한, 나노 입자 보강제로써 금속산화물인 TiO2를 혼합하여 PVDF 복합재료 필름을 만들어, 전기적 음성도 차이로 인한 반데르발스 힘을 통해 β 결정 형성을 추가적으로 향상시키려고하였다. FTIR과 XRD 분석을통하여해당필름시편들에대해결정화도(Crystallinity) 및결정성(Crystalline)을 분석하였다. 이러한 분석 결과를 바탕으로, 용매 증발 과정 중 마이크로웨이브 처리 과정이 PVDF 필름의 결정화도를 높여주는 것을 확인하였고, 추가적인 연신(Stretching) 공정을 통해 α 결정에서 β 결정 변화(Crystalline phase change)가 발생함으로써 결과적으로 더 많은 β 결정성을 나타내었다. 그리고 금속산화물을 넣은 PVDF 복합재료 필름이 Neat PVDF 필름보다 상대적으로 더 높은 β 결정성을 나타내는 것을 확인하였다.

환경신뢰성이 확보된 투명전도성 필름을 위한 비공유 걸합에 의한 단일벽 탄소나노튜브의 $TiO_2$ 코팅 (Noncovalent Titania Wrapping of Single-Walled Carbon Nanotubes for Environmentally Stable Transparent Conductive Thin Films)

  • 한중탁;김준석;;정희진;정승열;이건웅
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.20-20
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    • 2010
  • We present a simple process for the fabrication of high performance transparent conducting films that contain single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) noncovalently coated with an ultrathin titania layer. The hydrophobic interactions between nanotube surfaces and the acetylacetone (acac) ligands used to stabilize the $TiO_2$ precursor provide an interesting alternative method for noncovalently coating the SWCNTs with a titania layer. The ultrathin titania layer on SWCNTs prevented the oxidation of functionalized SWCNTs at high temperatures, and protected against water molecule absorption.

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환경신뢰성이 확보된 투명전도성 필름을 위한 비공유 결합에 의한 단일벽 탄소나노튜브의 $TiO_2$ 코팅 (Noncovalent Titania Wrapping of Single-Walled Carbon Nanotubes for Environmentally Stable Transparent Conductive Thin Films)

  • 한중탁;김준석;정희진;정승열;이건웅
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.279-279
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    • 2010
  • We present a simple process for the fabrication of high performance transparent conducting films that contain single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) noncovalently coated with an ultrathin titania layer. The hydrophobic interactions between nanotube surfaces and the acetylacetone (acac) ligands used to stabilize the $TiO_2$ precursor provide an interesting alternative method for noncovalently coating the SWCNTs with a titania layer. The ultrathin titania layer on SWCNTs prevented the oxidation of functionalized SWCNTs at high temperatures, and protected against water molecule absorption.

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TiO2와 Graphene 혼합물을 전극으로 사용한 염료감응형 태양전지특성 연구 (Dye-Sensitized Solar Cell Based on TiO2-Graphene Composite Electrodes)

  • 바트무르;양우승;암바데;이수형
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권1호
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    • pp.177-181
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    • 2012
  • 본 연구에서는 $TiO_2$ 필름에 그라핀나노시트(graphenenanosheet, GNS)의 양을 다르게 함으로써 형성한 전극을 이용하여 염료감응형 태양전지를 제작하였고 그 특성을 연구하였다. $TiO_2$-GNS 혼합물 전극은 단순한 혼합방식에 의하여 제작되었으며, N3를 염료로 사용하여 태양전지의 효율을 평가하였다. $TiO_2$-GNS 혼합물 전극을 사용한 염료감응형 태양전지의 전환효율은 GNS의 양에 의해 영향을 받았으며, $TiO_2$에 GNS를 0.01 wt% 혼합한 전극을 사용하여 제작한 염료감응형 태양전지가 가장 높은 효율인 5.73%를 나타내었다. 이는 GNS를 혼합하지 않은 전극을 사용한 태양전지보다 26% 높은 효율이었다. 이와 같은 효율 증가의 원인으로는 GNS 첨가에 의한 N3의 흡착량 증가, 전자 재결합(electron recombination)과 back transport reaction의 감소, 전자 수송의 증가로부터 기인한 것으로 생각된다. 본 연구에서 $TiO_2$(anatase)와 GNS의 존재는 Field-Emission Scanning Electron Microscopy를 통하여 확인하였으며, 흡착된 염료의 양은 자외선분광기(UV-vis Spectroscopy), 전자 재결합의 감소 및 전자 수송에 대한 분석은 전기화학적 임피던스분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy)을 이용하였다.

저온 졸-겔 법을 이용한 투명 하드코팅 필름용 ZrO2/TiO2/Organosilane 복합체 연구 (ZrO2/TiO2/Organosilane Hybrid Composites via Low Temperature Sol-Gel Process for Hard and Transparent Coating)

  • 이수현;최종완
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.80-88
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    • 2018
  • 본 연구에서는 투명도와 기계적 특성을 향상시키기 위해 저온 공정의 졸-겔 법을 이용하여 하이브리드 복합체의 코팅 박막을 제조하였다. 하이브리드 복합체로는 $ZrO_2/TiO_2/organosilane$을 사용하였으며, 그 중 organosilane은 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate을 사용하였고 이는 저온 공정의 광경화 반응을 위해 도입되었다. 다양한 조성비로 합성된 복합체를 폴리 카보네이트 기판 위에 저온 공정의 졸-겔 법을 이용하여 광경화와 열처리 공정을 거처 코팅 박막을 제조하였고 이 코팅 박막의 광학 특성 및 기계적 강도를 확인하였다. 코팅 박막은 가시광선 영역에서 97.5 % 이상의 투과도를 가짐을 확인하였고 기계적 강도는 9H 이상의 연필 경도를 가진 것을 확인하였다. 특히 ZTS-2-1 코팅 박막의 나노 압입 경도는 1.14 GPa로 가장 높게 측정되었다.

Sol-gel 법에 의해 $SnO_2$계 박막위에 코팅된 $TiO_2$ 박막의 특성 (Properties of $TiO_2$ thin film coated on $SnO_2$ thin films by sol-gel method)

  • 임태영;조혜미;김진호;황종희;황혜진
    • 한국결정성장학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.256-261
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    • 2009
  • Sol-gel법에 의해 친수성 투명 $TiO_2$ 박막이 제조되었고, 박막의 접촉각, 표면구조, 투과율의 특성이 측정되었다. 더욱이 박막의 친수 특성을 향상시키기 위하여 계면활성제 tween 80이 이용되었다. Tween 80의 첨가량이 0, 10, 30, 50wt%일 때, 제조된 박막의 접촉각은 각각 $41.4^{\circ}$, $18.2^{\circ}$, $16.0^{\circ}$, $13.2^{\circ}$로 확인되었다. 제조된 $TiO_2$ 박막은 자외선 조사 후 Methylene blue용액을 분해시켜 흡광도를 감소시키는 광촉매 특성을 보여주었다. 일반유리(bare glass), Antimony Tin Oxide(ATO)코팅 유리, Fluorine Tin Oxide(FTO)코팅유리, Indium Tin Oxide(ITO)코팅유리 기판 위 에 Tween 80을 30 wt% 함유한 $TiO_2$ 용액을 적층하여 박막의 접촉각과 투과율을 측정하였다. 다양한 기판에 제조된 박막은 $16.2\sim27.1^{\circ}$의 표면 접촉각을 나타냈으며 자외선 조사 후에는 접촉각이 $13.2\sim17.6^{\circ}$로 낮아졌다. 특히 ATO코팅유리와 FTO 코팅유리 기판 위에 코팅된 필름은 가시광선 영역에서 각각 74.6%, 76.8%의 높은 투과율을 나타내었고, 적외선 영역에서는 각각 54.2%, 40.4%의 낮은 투과율을 나타냈다.

시뮬레이션을 이용한 고효율 분산 브래그 반사경 최적화 설계 및 특성 (Design Optimization for High Efficiency Distributed Bragg Reflectors through Simulation Methodology)

  • 김관도
    • 전기전자학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.189-192
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    • 2018
  • 본 연구에서는 LED칩 및 LCD 검사장비의 핵심부품인 광학 필름제조에 많이 사용되고 있는 DBR(Distributed Bragg Reflectors) 구조에 대한 시뮬레이션 방법을 개발하고 이러한 다층박막 특성 시뮬레이션을 통하여 최적의 DBR 구조를 제시하였다. 고굴절률 유전체인 $TiO_2$와 저굴절률 유전체인 $SiO_2$ 박막을 교대로 적층한 다층박막 구조에서 $TiO_2$$SiO_2$의 refractive index 값을 사용하여 박막의 배치 및 조합에 따른 wavelength(nm) vs. reflectance(%) 스펙트럼을 계산하였고 이 결과로 시뮬레이션을 통한 고효율 분산 브래그 반사경 최적화 설계 및 공정에 활용하여 DBR 구조 제작에 사용할 수 있었다.