• Title/Summary/Keyword: 감응특성

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ZnO blocking layer를 이용한 염료감응형 태양전지의 특성 연구

  • Lee, Sang-Hyeon;Wi, Jin-Uk;Seo, Byeong-Chan;Sin, Tae-Ho;Hong, Byeong-Yu;No, Yong-Han
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2015.08a
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    • pp.258.2-258.2
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    • 2015
  • 염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cells; DSSC)는 공정비용과 재료가 저렴하여 차세대 태양전지로 각광받고 있다. 특히 투명한 재료를 사용하므로 flexible한 기판을 이용하여 그 적용범위가 넓다. DSSC는 상부전극인 FTO와 전해질의 접촉으로 인해 일부 FTO의 전자가 외부로 나가지 못하고 산화환원 반응에 의해 도로 전해질로 들어갈 확률이 있다. 이로 인해 효율 감소문제를 야기 할 수 있다. 이를 해결하기 위해 FTO위에 여러 물질들을 증착하거나 코팅 등의 많은 연구가 이루어져 왔다. ZnO를 DSSC로 적용한 연구는 많이 이루어졌지만 대부분 공정이 Chemical Vapor Deposition (CVD)으로 진행 되어왔다. 본 연구에서는 FTO위에 ZnO를 진공 공정에 비해 저렴하고 간단한 spin-coating으로 blocking layer를 형성하였다. 그 후 염료에서 여기 된 전자를 FTO로 전달해 주는 역할을 하는 TiO2를 doctor blade방법으로 형성하였다. ZnO는 TiO2하고 전도대와 가전자대의 에너지 준위 차이가 거의 없고, ZnO의 전자 이동도가 TiO2보다 높기 때문에 FTO로 전자를 큰 저항 없이 전달 할 수 있다. 또한 투과율이 좋아 염료까지의 빛의 투과성도 뛰어나다. ZnO blocking layer를 형성하여 FTO에서 전해질로의 전자이동을 막아주는 역할을 하여 DSSC의 performance 향상을 확인하였다. Field Emission Scanning Electron Microscope(FE-SEM)을 통해 FTO/ZnO/TiO2의 계면 및 두께를 확인하였고. DSSC의 특성 분석을 위해 I-V curve, Power conversion efficiency, Impedance spectroscopy를 측정 하였다.

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Analyses of the Output Characteristics and the Internal Impedance of Dye-sensitized Solar Cell according to the Fabrication of the Blocking layer (Blocking layer 제작에 따른 염료감응형 태양전지 출력특성 및 내부 임피던스 분석)

  • Kim, Jin-Kyoung;Son, Min-Kyu;Choi, Jin-Ho;Kim, Soo-Kyoung;Hong, Na-Yeong;Kim, Hee-Jae
    • 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.

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A Study on The Photoelectric Characteristics of Dye-sensitized Solar Cell according to Expanding Photo-electrode (염료감응형 태양전지의 광전극 확장에 따른 광전특성 연구)

  • Seo, Hyun-Woong;Kim, Mi-Jeong;Park, Je-Wook;Kim, Ho-Sung;Kim, Hee-Je
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2007.06a
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    • pp.305-308
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    • 2007
  • The field of dye-sensitized solar cell (DSC) is being researched actively at present. Because DSC has several advantages to pass the limits of Si solar cells such as a low manufacturing expense, a simple manufacturing process and its transparency. A lot of researches are underway about materials and processes in the field of dye-sensitized solar cell but its structure has been fixed up as the sandwich structure that both edges are used as positive and negative terminals. But the structure as of present is a factor of decreasing efficiency because the more electrons are recombined the further distance from terminal, considering about the characteristic of dye-sensitized solar cell that electrons generated inside cell are moved by diffusion. In this study, we made experiment on expanding the terminal to shorten internal moving distance of electron and compared the results according to the variation of active area to find out the effect of this trial. As a result, we achieved about 15.5% improvement of maximum power and 0.5% improvement of efficiency from terminal-expanded dye-sensitized solar cell of $2cm^{2}$ active area and concluded that the increasing rate of efficiency is raised as the active area becomes wider.

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The Characteristic Analysis of the Dye-sensitized Solar Cells as the Change of Incident Angle (광 입사각에 따른 염료감응형 태양전지의 발전특성 분석)

  • Seo, Hyun-Woong;Son, Min-Kyu;Lee, Kyoung-Jun;Jang, Jin-Ju;Hong, Ji-Tae;Kim, Hee-Je
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2008.10a
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    • pp.124-127
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    • 2008
  • Dye-sensitized solar cells (DSCs) have been proposed as a substitute for overcoming the limitation of Si solar cells because DSC has the various applications using advantages of DSC such as low cost, transparency and flexibility. Although some people point out low efficiency of DSC as the important problem at present, general views say that actually cumulative power is not insufficient as compared with Si solar cell. Therefore, we analyzed the characteristics of both cells according to the change of incident angle in this study. The insensibility about the incident angle has more developable time. Finally, DSC is able to fill a shortage of power caused from low efficiency of DSC for same time by developing during impossible time to develop in Si solar cell. As a result, DSC has 75% and 210% cumulative power of Si solar cell in summer and winter under the standard sunshine duration.

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염료-감응형 태양전지 응용을 위한 Rutile상의 단결정 $TiO_2$ Nanorods의 합성과 특성연구

  • Yang, Hui-Su;Nam, Sang-Hun;Bu, Jin-Hyo
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.02a
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    • pp.189-189
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    • 2012
  • 염료-감응형 태양전지 응용을 위하여 $TiO_2$ nanorods를 autoclave를 이용하여 FTO 기판위에 수열합성법으로 합성 하였다. $TiO_2$ nanorods는 증류수와 염산, Titanium tetra isopropoxide (TTIP) 전구체의 혼합 용액을 이용하여, $150-200^{\circ}C$의 온도에서 합성하였다. 합성된 $TiO_2$ nanorods의 두께와 길이, 밀도는 성장시간과 성장온도, 전구체의 양, 염산과 증류수의 비율 등의 성자조건 변화를 통하여 조절하였다. $TiO_2$ nanorods의 결정성과 표면형태를 관찰하기 위해 XRD, SEM 그리고 TEM을 이용하였으며, 광학적 특성을 관찰하기 위해서 UV-Vis을 측정하였다. 합성된 $TiO_2$ nanorods 형태는 수직으로 서장된 단결정 구조의 rutile 상으로 관찰되었으며, 길이는 약 $4-6{\mu}m$로 관찰되었다. 고온($200^{\circ}C$)에서 짧은 시간동안 성장시킨 $TiO_2$ nanorods가 태양전지에 응용이 유용한 샘플로 성장되었다. 또한, 반응시간과 전구체의 양이 증가할수록 $TiO_2$ nanorods의 밀도가 증가하였다.

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Frequency Dependent Damping for a Nonlinear Vehicle Active Suspension System (비선형 차량능동현가시스템의 주파수 감응감쇠 특성연구)

  • Kim, J.Y.
    • Journal of the Korean Society of Mechanical Technology
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    • v.13 no.2
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    • pp.45-54
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    • 2011
  • A vehicle suspension system performs two functions, the ride quality and the stability, which conflict with each other. Among the various suspension systems, an active suspension system has an external energy source, from which energy is always supplied to the system for continuous control of vehicle motion. In the process of the linearization for the nonlinear active suspension system, the frequency dependent damping method is used for the exact modelling to the real model. The pressure control valve which is controlled by proportional solenoid is the most important component in the active suspension system. The pressure control valve has the dynamic characteristics with 1st order delay. Therefore, It's necessary to adopt the lead compensator to compensate the dynamics of the pressure control valve. The sampling time is also important factor for the control performances. The sampling time value is proposed to satisfy the system performances. After the modelling and simulation for the pressure control valve and vehicle dynamic, the performances of the vehicle ride quality and the stability are enhanced.