페로브스카이트 태양전지의 전자수송층(ETL)인 다공성 $TiO_2$에 $TiCl_4$를 흡착시켜 FTO 전극과 광활성층의 직접 접촉을 방지하고, 페로브스카이트 광활성층과 $TiO_2:TiCl_4$ 전자수송층 간의 전자 이동을 쉽게 함으로써 소자의 광전변환 효율을 높이고자 했다. 제작한 페로브스카이트 태양전지의 구조는 FTO/$TiO_2:TiCl_4$/Perovskite($CH_3NH_3PbI_3$)/spiro-OMeTAD/Ag이다. $TiCl_4$ 수용액에 다공성 $TiO_2$를 침지하는 시간을 변화시켜 제작한 소자의 광전기적 특성에 미치는 영향을 비교 평가하였다. $TiO_2:TiCl_4$ 전자수송층을 갖는 페로브스카이트 태양전지의 광전변환효율은 $TiCl_4$ 수용액에 $TiO_2$ 전자수송층을 30분 동안 침지하여 제작한 소자에서 가장 높은 10.46%를 얻었으며, 이는 $TiO_2$만의 전자수송층을 갖는 소자에 비해 27% 향상되었다. SEM, EDS, XPS 측정으로 $TiCl_4$ 흡착으로 인한 $TiO_2$ 층의 다공성 감소와 Cl 성분의 검출, 페로브스카이트 광활성층의 큐브형 모폴로지와 $PbI_2$ 피크의 이동을 관찰하였으며, $TiO_2:TiCl_4$ 층과 페로브스카이트 광활성층이 형성되었음을 확인하였다.
The $Li_4Ti_5O_{12}$ of anode material for the hybrid capacitor was coated using $CePO_4$, $M_3(PO_4)_2$ (M=Mg, Zn). The capacitance of phosphate coated $Li_4Ti_5O_{12}$ was found to be lower than that of $Li_4Ti_5O_{12}$, whereas the equivalent series resistance was higher than that of $Li_4Ti_5O_{12}$. With an increase in cycle number, the base of cylindrical cell exhibited swelling due to gas generated from the reaction between $Li_4Ti_5O_{12}$ and electrolyte. The swelling cycle number of phosphate coated $Li_4Ti_5O_{12}$ was higher than that of $Li_4Ti_5O_{12}$ due to improvement in electrochemical stability. Based on the results, it is proposed that phosphate coating can be employed as a barrier layer to control the gassing reaction by isolating the $Li_4Ti_5O_{12}$ particle from electrolyte solution.
$SrTiO_3$ reaction mechanism formed from $TiCl_4$ and $SrCl_2$ solution by direct-wet-process was studied. Through this study it is identified that crystalline $SrTiO_3$ is formed above pH 13.8 amorphous $SrTiO_3$ above pH7 and crystallization temperature of amorphous $SrTiO_3$ is at 37$0^{\circ}C$. the final products are composed of 60% crystalline $SrTiO_3$ and 40% amorphous $SrTiO_3$ The amorphous $SrTiO_3$ is identified with the IR absorption spectrum of Sr-Ti-O by FT-IR spectrometer. Under pH 7 gelationus metatitanate (H2TiO3) is formed from TiCl4 but above pH7 the activity by the formation of metatitnic acid ion $[TiO_3]^{2-}$ is so high that $SrTiO_3$is formed more easily through the reaction with $Sr^{2+}$.
$85^{\circ}C$, 0.4 M $Ba(OH)_2$용액내에서 펄스전류파형을 이용하여 Ti전극위에 $BaTiO_3$박막을 전해 합성하였다. 환원전류 밀도 및 환원시간이 증가함에 따라 $BaTiO_3$의 결정성 및 페러데이 효율이 증가하였으며, 이는 표면 및 전기화학적특성 분석에 의하면 환원 전류 인가시에 $H_2O$의 환원에 의하여 전극표면의 pH가 증가함으로서 산화전류에 의하여 형성된 산화막의 구조변화가 빠르게 진행되기 때문으로 추측된다. 그리고 0.1M $H_2SO_4$용액하에서 산화막을 형성시킨 후 $BaTiO_3$형성에 미치는 영향을 분석한 결과, 산화막 두께가 증가함에 따라서 산화막을 통한 $Ti^{+4}$이온의 이동이 어려워지면서 $BaTiO_3$형성이 억제되며, 일정두께이상에서는 산화막 결함부위에서 결정이 형성됨을 알 수 있었다.
$TiO_2$ 나노분말 제조시 HCl과$NH_4OH$의 첨가량에 따른 반응양상과 pH의 영향을 고찰하였다. Titanium tetra-isopropoxide의 가수분해 반응을 이용하여 nanosize의 $TiO_2$ 분말를 합성하였고, 촉매로 HCl과$NH_4OH$를 사용하였다. 촉매의 첨가량에 따른 반응양상과 생성된 $TiO_2$ 분말의 특성 변화를 조사하였다. 염기성 촉매인$NH_4OH$를 사용하였을 경우에 균질한 형상의 분말 형태의 $TiO_2$를 합성할 수 있었으며, 산성 촉매인 HCl을 사용하여 pH가 5.04 이하일 경우에는 괴상이나 과립의 형태로 생성되었다. 사용한 촉매의 종류와 양에 따라 저온의 결정상인 anatase의 생성속도와 보다 안정한 rutile 상으로의 상전이 속도가 영향을 받았다.
본 연구에서는 치과용 티타늄(CP-Ti)과 Ti-25wt%Pd를 인산염계 실리카$.$알루미나 주형재로 주조 후 SEM/EDS, XRD, XPS를 이용하여 주조시 생성되는 표면반응생성물을 조사하였다. Ti-25wt%Pd는 CP-Ti에 비하여 융점이 현저이 감소하여 주조체의 표면반응이 상대적으로 적게 발생하였다. 또한 인산염계 실리카$.$알루미나 주형재를 소성한 결과 주형재는 $SiO_2$, $Al_2$$O_3$, P$_2$$O_{5}$, $Mg_3$(P $O_4$)$_2$, AlP $O_4$, $Mg_2$$SiO_4$, MgAl$_2$$O_4$의 성분들로 구성되어 있었으며, 표면반응생성물은 CP-Ti 주조체의 경우 $Ti_{5}$Si$_3$ 와 Ti $O_2$로, Ti-25wt%Pd 주조체의 경우 Ti $O_2$ 와 $SiO_{x}$ 로 구성되어 있었다.
Transfer matrix를 사용하여 $TiO_{2}$ 및 Ag 단일 박막과 $TiO_{2}/Ag/TiO_{2}$ 다층 박막의 두계에 따른 투과도 특성을 예측하였으며, 이를 실제 스퍼터 증착하여 제조한 박막의 광학 특성과 비교하였다. $TiO_{2}$ 및 Ag 박막에서는 복소굴절률을 사용하므로써 실제 증착박막에서 측정된 특성과 근접한 투과도 곡선의 예측이 가능하였다. $TiO_{2}/Ag/TiO_{2}$ 3층 박막의 광학 특성은 Ag의 $TiO_{2}$층으로의 확산 및 응집에 의해 transfer matrix로 예측한 투과도 특성과 전혀 다른 거동을 나타내었다. 그러나 4nm 및 6nm 두계의 Ti 박막을 확산방지층으로 증착한 Ti$O_{2}$/Ti/Ag/Ti/Ti$O_{2}$ 구조의 5층 박막에서는 transfer matrix를 사용하여 예측한 $TiO_{2}/Ag/TiO_{2}$ 3층 박막의 투과도 곡선과 유사한 광학 특성을 얻을 수 있었다.
실리콘 기판 위에서 $TiO_2$와 $Bi_2O_3$의 박막 성장은 반응속도론 측면에서 커다란 차이를 보였지만, $Bi_4Ti_3O_{12}$(BIT) 박막의 성장은 주로 $TiO_2$ 성장 거동에 의해 지배를 받았다. 그 결과 BIT 박막은 bismuth가 부족한 조성을 가지게 되었다. 박막 내에 부족한 bismuth의 양을 보충해줌으로써 이러한 문제점을 해결하고자 펄스 주입 유기 금속 화학 기상 증착(MOCVD) 방법을 사용하였다. 이러한 펄스 주입법에 의해 bismuth의 양은 증가하였고 또한, 박막의 깊이 방향으로의 조성이 균일해졌고 $Bi_4Ti_3O_{12}$과 Si사이의 계면이 향상되었다. 게다가, $Bi_4Ti_3O_{12}$ 박막의 결정성은 크게 향상되었고 누설 전류 밀도는 연속 주입법에 비해 1/2에서 1/3정도 낮아졌다. 시계 방향의 C-V 이력 곡선이 관찰되었고 이로 인해 펄스 주입법에 의해 증착된 $Bi_4Ti_3O_{12}$ 박막은 강유전성에 의해 스위칭이 됨을 알 수 있었다.
The formations of spinel and colors of ZnO-Fe2O3-TiO2-SnO2 system have been researched on the basis of ZnO-Fe2O3 system. Specimens were prepared by substituting Fe3+, with Ti4+ or Sn4+ when mole ratios between Fe3+ and Ti4+ or between Fe3+ and Sn4+ were 0.2 mole. The reflectance measurement and X-ray diffraction analysis of the formation of spinel and the colors of there specimens were carried out. ZnO-Fe2O3 system in which Fe2O3 was substituted with SnO2 and TiO2 was formed the spinel structure of 2ZnO.TiO2, 2ZnO.SnO2, ZnO.Fe2O3. The stable stains which were colored with yellow and brown could be manufactured.
Nanoporous TiO2 and ZrO2 thin films were spin-coated using a surfactant-templated approach from Pluronic P123 (EO20PO70EO20) as the templating agent, titanium alkoxide (Ti(OC4H9)4) as the inorganic precursor, and butanol as a the solvent. The control of the electronic structure of TiO2 is crucial for its various applications. We found that the band gap of the hybrid nanoporous thin films can be easily tuned by adding an acetylacetonestabilized Zr(OC4H9)4 precursor to the precursor solution of Ti(OC4H9)4. Pores with a diameter of 5 nm-10 nm were randomly dispersed and partially connected to each other inside the films. TiO2 and ZrO2 thin films have an anatase structure and tetragonal structure, respectively, while the TiO2-ZrO2 hybrid film exhibited no crystallinity. The refractive index was significantly changed by varying the atomic ratio of titanium to zirconium. The band gap for the nanoporous TiO2 was estimated to 3.43 eV and that for the TiO2-ZrO2 hybrid film was 3.61 eV.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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