• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.96.1-96.1
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• 2010

현재 태양광 시장에 진출한 대부분의 Si계열 태양전지는 복잡한 공정과 원재료 고갈, 높은 가격으로 인해 한계에 직면에 있는 상태이다. 최근 많은 연구소나 학교에서는 기존의 Si계열 태양전지를 대체할 대안으로 염료 감응형 태양전지에 대해서 높은 관심을 보이고 있으며, 그동안의 연구개발로 단위 셀 면적에서는 상용화에 근접한 효율을 확보한 상태이다. 염료 감응형 태양전지의 작동과정을 간단히 단계별로 살펴보면 나노 결정 산화물 반도체 표면에 흡착된 염료분자가 가시광선을 흡수하면 전자는 HOMO에서 LUMO로 천이하고 이 들뜬 상태의 전자는 다시 에너지 준위가 낮은 반도체 산화물의 전도띠로 주입된다. 주입된 전자는 나노 입자간 계면을 통하여 투명 전도성막으로 확산, 전달되고 산화된 염료분자는 전해질 I-에 의해 다시 환원되어 중성 분자가 된다. 그러나 표면상태 전자 중 일부는 산화된 염료와 다시 결합하거나, 전해질의 $I^{3-}$ 이온을 환원시키기도 한다. 이와 같은 과정은 암전류를 증가시키면서 반도체 전극 막의 성능을 저해하는 주원인이 된다. 전자의 재결합은 투명 전극을 통해서도 가능하기 때문에 투명 전극에 얇은 blocking layer를 도포한 후 나노 결정 산화물 반도체 전극을 제작하면 전지 특성을 향상시킬 수 있다. 본 실험에서 우리는 졸-젤 법으로 $TiO_2$ blocking layer 졸을 만들었고 간단하며 저가공정이 가능한 스크린 프린팅 방법으로 blocking layer를 형성하는 실험을 진행하였다. 전도띠 에너지가 높은 반도체 물질로 표면을 처리하면 $TiO_2$-전해질 간 계면에 에너지 장벽이 형성되어 재결합을 줄여 모든 광전특성이 향상 되었다.

• 한국진공학회지
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• 제15권5호
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• pp.506-511
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• 2006

$Zn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$, 수산화나트륨, cyclohexylamine, 에탄올, 물이 혼합된 용액을 수열합성하여 ZnO 나노로드를 합성하고, 합성한 물질의 이산화 질소$(NO_2)$와 일산화 탄소(CO)에 대한 감응특성을 조사하였다. 혼합 용액에 첨가되는 물의 양을 변화시켜 ZnO 나노로드의 형상과 응집현상을 조절할 수 있었다. 이는 물과 cyclohexylamine의 반응에 의해 발생되는 $OH^-$ 이온의 농도변화에 의한 것으로 해석된다. 물의 함량이 낮을 때에는 뭉쳐진 성게모양의 ZnO 나노로드를, 물의 함량이 많을 때에는 잘 분산된 ZnO 나노로드를 각각 합성할 수 있었다. 잘 분산된ZnO 나노로드는 공기 중에서 50 ppm 의 CO에 노출되었을 때 주목할 만한 반응을 보이지 않는 반면, 1 ppm 의 $NO_2$에 노출되었을 때에는 저항이 1.8배 증가하였다. 이러한 선택적 반응을 보이는 ZnO 나노로드는 자동차용 자동환기 시스템의 핵심부품인 매연센서의 감응물질로 사용될 수 있다.

• 공업화학
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• 제22권5호
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• pp.461-466
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• 2011

본 연구에서는 염료감응형 태양전지의 효율을 향상시키기 위하여 여러 조건에서 $TiO_2$에 불소를 도핑한 후 이를 이용하여 광전극을 제조하고 그 전기화학적 특성을 평가하였다. 불소 도핑된 $TiO_2$를 이용하여 제조된 염료감응형 태양전지의 에너지 전환 효율을 전류-전압 곡선을 통하여 계산하였다. $TiO_2$ 광전극을 불소 도핑함으로써 에너지 전환 효율이 최대 3배 이상 향상되었다. 이와 같은 결과는 불소 도핑 후 에너지 준위가 감소된 $TiOF_2$가 $TiO_2$와 혼재됨으로써 광전극 내에 용이한 전자 전달이 가능하고 이로 인하여 염료 감응형 태양전지의 효율이 향상된 것으로 여겨진다. 이는 IMPS (intensity-modulated photocurrent spectroscopy) 및 IMVS (intensity-modulated photovoltage spectroscopy) 분석에서도 불소가 도핑됨으로써 전자 전달이 빨라지고, 전자 재결합은 느려지는 결과를 확인할 수 있었다.

• 접착 및 계면
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• 제21권2호
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• pp.51-57
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• 2020

최근 산업활동을 통해 배출되는 유해 오염물질 제거에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 수증기 활성화 법을 이용하여 활성탄소섬유를 제조하고, 이의 유해가스 흡착 및 전기화학적 감응 특성을 분석하였다. 활성탄소섬유의 균일한 기공 구조, 활성 반응 면적 및 반응 위치를 조절하기 위하여, 활성화 온도(750-850 ℃) 및 활성화 시간(30-240 min)을 조절하였고, 다양한 활성화 조건을 통해 제조된 활성탄소섬유의 SO₂와 NO 가스 흡착 및 가스 센서를 통한 감응 특성을 분석하였다. 특히, 850 ℃에서 45 min동안 수증기 활성화 반응을 통해 제조된 활성탄소섬유가 가장 높은 비표면적(1,041.9 ㎡/g)과 기공 특성(0.42 ㎤/g)을 보였으며, 우수한 SO₂ (1.061 mg/g) 및 NO (1.210 mg/g) 가스 흡착 특성을 보였다.

• 센서학회지
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• 제4권2호
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• pp.37-44
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• 1995

공침법을 이용하여 Ca 및 Pt 가 첨가된 $SnO_{2}$ 미세 분말을 제조하였다. 제조한 미세분말에 대해 TEM, XRD 및 BET 분석으로 결정크기 및 비표면적을 분석하였으며, 제조한 원료분말을 이용하여 스크린 인쇄법으로 후막형 가스 감지 소자를 제작하고, 그 특성과 탄화수소계가스에 대한 감지 특성을 조사하였다. 첨가된 Ca 및 Pt에 의해 하소와 소성의 열처리 과정 중에 $SnO_{2}$ 결정 성장이 억제되었으며, 탄화수소계가스에 대한 응답특성의 향상을 가져왔다. 한편, 소자의 전극으로써 Au 와 Pt를 사용하여 비교 분석하였는데, Au를 전극으로 사용할 경우에 Pt에 비해 가스 감응 특성 면에서 큰 저하를 가져왔다. 이는 Pt 전극도 $CH_{4}$의 산화에 기여했기 때문이다. Ca 및 Pt를 각각 0.1, 1 wt% 첨가한 $SnO_{2}$ 후막소자의 경우 2000 ppm의 $CH_{4}$에 대해 약 83%의 감도를 보였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.107-109
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• 2014

염료감응형 태양전지는 기존 실리콘 태양전지에 비하여 가격 경쟁력이 우수하고 안정성이 뛰어나다는 장점으로 인하여 다양한 연구가 진행되고 있으며, 특히 국내/외 여러 그룹에서 백금 대체 전극에 대한 연구가 많이 수행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 저가형 고효율 염료감응형 태양전지의 구현을 위하여 상대전극의 대표적 물질인 백금을 대체하는 물질로서 그래핀을 선정하여 저가형 상대 전극 소재 개발하고 특성을 개량코자 하였다. 그래핀 전극의 특성을 평가하기 위하여 FTO 기판상에 그래핀 전극과 백금 전극을 각각 제작하여 AFM 및 J-V 특성을 평가하였다. 그래핀 0.1 wt%의 경우 전류밀도 11.68 mA/cm2, 최대효율 4.34% 등 백금 상대전극에 유사한 특성을 나타냄으로서 합성조건 등을 개선하는 경우, 백금 상대전극에 우수한 특성을 나타낼 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제41권12호
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• pp.653-660
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• 1997

Tetradecyltrimethylammonium chloride(TDTMACl)을 첨가한 실리콘러버-지지체 전극막은 생체시료중 염화이온의 측정시 보다 향상된 전기화학적 특성을 나타내기 위하여 사용되었다. 이때 최적화된 전극막의 조성비는 95.4 wt% 실리콘러버, 4.6 wt% TDTMACl이며 이 전극막의 pH 감응성은 pH 6-10 영역에서 무시할 수 있었다. 이들 전극막들의 염화이온에 대해 감응기울기는 10-300 mM 영역에서 -3.75 mV/decade로 이론적인 Nernstian 감응기울기에는 못 미쳤으나 살리실레이트 이온 등 다른 음이온에 대한 선택성은 매우 우수하였다: KpotCl,NO3=1.3, KpotCl,I=2.0, KpotCl,Sal=0.8, KpotCl,SCN=2.0, KpotCl,ClO4=0.8. 또한 실리콘러버-지지체 전극막은 PVC-지지체 전국막에 비해 고체상 전극표면에 대한 접착력이 우수하므로 CWE형 고체상 전극에 도입되었을 때 향상된 전극수명을 나타내었다. 이들 고체상 전극들은 35일까지 염화이온에 대한 감응기울기나 살리실레이트 이온에 대한 감응성에 변화없이 우수하게 작동함을 알 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제20권4호
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• pp.280-289
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• 1976

$Ag_2Se$ 전극을 제조하고 은이온에 대한 지시전극으로서의 성질을 조사하였다. Epoxy 수지를 Ag_2Se 전극의 binder로서, Silver paste를 감응막과 은판의 접착제로서 사용하였다. 감응막은 10ton/$cm^2$로 가압성형 한다음 질소분위기에서 200${\sim}$$500^{\circ}C$로 sintering한 후 전극을 제조한 결과sintering 하지않은 전극보다 감응성이 우수하고 견고하였다. 또한 $Ag_2Se$전극보다 감응성이 우수하였다. 은이온농도의 변화에 따르는 감응도는 10-6M까지 직선관계를 유지하였다. 대부분의 중금속 이온은 방해하지 않으나 수은(II) 이온이 크게 방해를 하였으며 음이온인 halide, cyanide, thiocyanate 이온의 방해는 더욱 심하였다. 반면 이전극은 halide 이온 정량시 전위차적정법으로 사용할 수 있음을 알았다.

• 대한화학회지
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• 제36권3호
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• pp.393-404
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• 1992

새로운 효소반응기를 쓰는 요소 정량용 연속${\cdot}$자동화 장치의 감응성질을 조사하였다. 효소반응기는 지지체인 nylon-6입자(42∼48 mesh)를 teflon관(안지름 2mm, 길이 20cm)에 충전시키고, 이 지지체의 표면에 공유결합제인 glutaraldehyde로 urease를 고정화시켜서 제작하였다. 연속${\cdot}$자동화장치는 효소반응기, 기체투석기 및 지시전극인 관형 PVC-nonactin막 암모늄 이온 선택성 전극을 차례로 연결하여 만들었다. 이 장치를 써서 요소를 정량할 때 감응특성은 다음과 같다. 곧 직선감응 농도범위는 $5.5{\times}10^{-6}$~$2.4{\times}10^{-3}M$, 감응기울기는 57.8 mV/decade, 검출한계는 $1.5{\times}10^{-6}M$, 효소반응기의 전환백분율은 80.8%이었다. 효소반응기의 최적 완충용액은 0.01M Tris-HCl 완충용액(pH 7.0∼7.8)과 0.01M 인산염 완충용액(pH 6.9∼7.5)이었고, 수명은 150일 정도였다. 또한 다른 생리활성물질의 방해는 없었다.

• 폴리머
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• 제35권3호
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• pp.223-227
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• 2011

자극감응성 고분자는 다양한 응용에 중요한 역할을 하는 재료로 널리 연구되어오고 있다. 온도감응성을 가지는 히알루론산 공중합체를 카르복실기 고분자와 생체친화성 히알루론산의 아미드 결합을 통하여 연결시켜 합성하였다. 온도감응성 특징은 두 공중합체 모두에 구현되었으며, 탁도 측정과 rheolgical 결과는 일치하였다. 두 공중합체 중 elastin-like peptide(ELP)를 그래프트 사슬에 둔 공중합체의 경우가 N-ispropylacryamide(PNIPAAm) 경우에 비해 보다 완만한 LCST 변화과정을 보여주었다. PNIPAAm과 ELP의 그래프트 부분 함량이 증가함에 따라 점도가 증가하였고, 비슷한 그래프트 함량에서는 PNIPAAm 공중합체의 점도 증가가 컸다. 이러한 결과를 통해 생체친화성의 히알루론산에 그래프트 사슬을 붙임으로써 온도감응성을 부여할 수 있고, 그 특성을 설계할 수 있음을 알 수 있었다.