• Korean Chemical Engineering Research
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• v.57 no.1
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• pp.111-117
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• 2019

This study proposed the fabrication and deposition of high purity crystalline $core-TiO_2/shell-Al_2O_3$ nanoparticles. Morphological properties of $core-TiO_2$ and coated $shell-Al_2O_3$ were confirmed by transmission electron microscope (TEM) and transmission electron microscope - energy dispersive spectroscopy (TEM-EDS). The electrical properties of the prepared $core-TiO_2/shell-Al_2O_3$ nanoparticles were evaluated by applying them to a working electrode of a Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC). The particle size, growth rate and the main crystal structure of $core-TiO_2$ were analyzed through dynamic light scattering system (DLS), scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD). The $core-TiO_2$, which has a particle size of 17.1 nm, a thin film thickness of $20.1{\mu}m$ and a main crystal structure of anatase, shows higher electrical efficiency than the conventional paste-based dye-sensitized solar cell (DSSC). In addition, the energy conversion efficiency (6.28%) of the dye-sensitized solar cell (DSSC) using the $core-TiO_2/shell-Al_2O_3$ nanoparticles selectively controlled to the working electrode is 26.1% higher than the energy conversion efficiency (4.99%) of the dye-sensitized solar cell (DSSC) using the conventional paste method.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.31 no.4
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• pp.390-397
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• 2020

To synthesize non-corrosive metallic gold colored α-Al₂O₃ nanoplate-TiO₂ core-shell pigments with controlled roughness, we systematically checked the morphological variation of the TiO₂ shell with the mole ratio of TiCl₄ and NaOH from 1 : 1 to 1 : 1.5, 1 : 2, 1 : 2.5, 1 : 3, 1 : 3.5, and 1 : 4. The more increased mole ratio of TiCl₄ and NaOH resulted in the smoother TiO₂ shell due to the promoted formation of anatase TiO₂ than that of the rutile one. By the heat-treatment of pigments at 500 ℃, we could improve the adhesiveness between TiO₂ shell and α-Al₂O₃ nanoplates without changing their topology and roughness. In addition, the α-Al₂O₃ nanoplate with the robust TiO₂ by heat-treatment exhibited comparable photo-stability against photo-catalytic degradation by UV exposure compared with the commercially available α-Al₂O₃/TiO₂ lustering pigment.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.117-117
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• 2013

염료감응태양전지의 효율을 높이기 위해서, 광전극으로 쓰이는 다공성 $TiO_2$ 후막에 플라즈마원자증착기술(PEALD)과 원자증착기술(ALD)을 이용하여 알루미나($Al_2O_3$)막을 3차원적으로 균일하고 매우 얇게 형성하였다. 이를 통해서 태양빛에 의해 여기된 염료의 전자가 알루미나를 통과(tunneling)하여 $TiO_2$ 전도대로 도입되게 함과 동시에 $TiO_2$ 전도대로 도입된 전자들이 전해질과 염료로 재결합하는 현상을 방지하였다. 결국 이러한 작용에 의해서 염료감응태양전지의 개방전압을 높이는 효과를 관측하였다. 나아가 PEALD와 ALD 두가지 방식으로 형성된 $Al_2O_3$ 껍질층의 특성 차이를 비교 관찰하고 이에 따른 염료감응태양전지의 소자 특성에 미치는 영향을 고찰하였다.

• Nano
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• v.13 no.11
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• pp.1850125.1-1850125.12
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• 2018

To reduce the imbalance of impedance matching between the magnetic metal nanowires and free space, $Fe/TiO_2$ core/shell nanowire arrays with different diameters were fabricated in the templates of anodic aluminum oxide membranes by electrodeposition. The influences of the microstructure on the microwave absorption properties of the $Fe/TiO_2/Al_2O_3$ composites were studied by the transmission/reflection waveguide method. It was demonstrated experimentally that both the interfacial polarization and the diameter of the $Fe/TiO_2$ core/shell nanowires have critical effects on the microwave absorption properties. We also investigated the angle dependence of the microwave absorption properties. Due to the interfacial polarization and associated relaxation, the $Fe/TiO_2/Al_2O_3$ composites exhibited optimal microwave absorption properties when microwave propagation direction was accordant with the axis of the nanowires. Finally, we managed to obtain an optimal reflection loss of below -10 dB (90% absorption) over 10.2-14.8 GHz, with a thickness of 3.0 mm and the minimum value of -39.4 dB at 11.7 GHz.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.61 no.1
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• pp.85-88
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• 2012

DSCs are based on a dye-adsorbed porous $TiO_2$ layer as a photo electrode [1]. Under the illumination, dye molecules are excited and electrons are produced. The injected electrons in the conduction band of $TiO_2$ may recombine with the electrolyte. To obtain high performance DSCs, it is essential to retard the recombination. The charge recombination can be reduced by forming core-shell structure. In this work, we investigated the core-shell structure with $Al_2O_3$ and MgO coating layer on the porous $TiO_2$ layer. We confirmed the photovoltaic properties by I-V characteristics. The current and the efficiency was improved. In addition to, Through decrease in the width of EIS arc, which is the sum of the interfacial charge transfer resistances of both electrodes, we can be indicated that the block effect.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1471-1472
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• 2011

최근 경재적인 한계를 드러내고 있는 실리콘 태양전지의 대안으로 주목받고 있는 염료감응형 태양전지는 식물의 광합성 원리에 기초하여 빛이 입사하면 염료 분자가 포톤을 흡수해 여기하면서 전자를 방출함으로써 기전력을 발생시키는 원리로 동작한다. 염료에서 발생된 전자는 $TiO_2$의 conduction band로 주입되어 확산을 통해 TCO 기판으로 이동한다. 이때 다공성 나노구조의 $TiO_2$ 표면과 전해질의 접촉이 발생하게 되고 이로 인해 $TiO_2$ conduction band의 전자와 전해질의 $I_3{^-}$ 간의 재결합이 발생하게 되는데 이것은 DSC의 기능을 저하시키는 요인 중의 하나이다. 이러한 문제점은 $Al_2O_3$, ZnO, MgO, $BaTiO_2$ 등의 표면처리에 의한 core-shell 나노구조를 형성함으로써 해결할 수 있다. 본 연구에서는 aluminum isopropoxidee와 magnesium chloride 혼합 용액을 사용하여 core-shell 나노구조를 형성하여 셀을 제작하고, 완성된 셀의 출력특성과 내부 임피던스의 변화를 측정, 분석함으로써 단일 용액을 사용하였을 때에 비해 효과적인 재결합 감소와 광전압의 상승효과를 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.373-373
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• 2012

염료 감응형 태양전지는 기존 Si 기반 PN접합 무기 태양전지에 비해서 경제적이다. 하지만 그 에너지 변환 효율은 아직까지 세계 최고 수준이 10%밖에 도달하지 못하였다. 그래서 다양한 방식의 효율개선 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 진공원자층증착(ALD)를 이용하여 Core-shell 구조의 $TiO_2$층 위에 아주 얇고 균일한 $Al_2O_3$ (알루미나) 산화막을 입혔다. 이를 통해서 염료감응형 태양전지의 에너지 변환 효율을 향상시켰다. 본 연구에서는 진공원자층증착(ALD)기술을 이용한 $Al_2O_3$ (알루미나) 산화막의 증착조건에 따른 염료감응태양전지의 효율 개선 매커니즘에 대해서 고찰하였다.