• 접착 및 계면
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• 제23권2호
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• pp.39-43
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• 2022

디스플레이, 태양전지와 같이 전기를 빛으로, 또는 빛을 전기로 변환시켜주는 광전자소자는 효율 향상을 위하여 빛의 거동 제어가 매우 중요하다. 즉, OLED의 경우 내부 빛 제어를 통해 더 많은 빛이 외부로 나갈 수 있도록 유도해 줄 때 발광효율을 향상시킬 수 있으며, 외부 빛 제어를 통해 광흡수층에서의 광경로를 증대시킬 경우 태양전지의 에너지 변환효율을 증가시킬 수 있다. 본 연구에서는 이러한 광거동 제어가 가능한 구조로서 주름구조에 대한 연구를 진행하였으며 응력 해소 시간을 제어하여 구조의 주기와 높이를 독립적으로 제어하고자 하였다. 주기와 높이의 변화가 광거동에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보기 위하여 일정한 주기에서 높이 변화 및 유사한 높이에서 주기 변화에 따른 자외선/가시광선 분광분석(UV/Vis spectroscopy)을 실시하였으며 구조의 종횡비가 클수록 직진광의 비율이 낮고 분산광의 비율이 높음을 확인하였다. 이를 통해 광경로 변화 및 광경로 증가를 위하여 큰 종횡비의 주름구조가 요구됨을 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.6-9
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• 2009

교량, 댐, 터널 등의 대형 구조물 및 항공기 등의 기계 구조물의 경우 그 중요성과 함께 노후화 및 손상의 발생에 의한 구조물의 사고를 미연에 방지하기 위해 효과적인 건전도 평가와 손상 검색에 대한 연구가 최근 급증하고 있으며 특히 압전소자를 활용하여 구조물의 손상을 추정하는 기법들이 많이 개발되고 있다. 또한, 최근에는 압전소자와 계측기 사이를 케이블을 이용하여 연결할 경우 실제 대형 구조물에 설치 시 비효율적인 부분이 많아 무선 기반 계측시스템이 개발되고 있다. 그러나 이러한 무선 계측 시스템의 경우 압전소자의 가진 및 계측되는 데이터의 전송을 위해 별도의 전원공급이 필요하기 때문에 배터리가 포함되도록 구성되며 이럴 경우 그 수명이 제한적이기 때문에 실제 구조물에 활용 시 문제로 제기되고 있다. 이러한 배경에서 본 연구에서는 레이저를 통해 원격지의 압전소자에 무선으로 전원을 공급하여 가진시키는 시스템을 제안하였다. 압전소자를 가진시키고자 하는 임의의 파형으로 레이저를 변조(modulation)시키고 대기 중으로 전송하여, 압전소자와 연결된 광검출기(photodiode)를 통해 전기적 신호로 변환하여 최종적으로 가진시키게 된다. 이러한 시스템을 실내 실험을 통하여 구현하였으며 그 효용성을 살펴보았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.118.2-118.2
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• 2011

In order to increase the energy conversion efficiency of dye-sensitized solar cells (DSSCs), we employed a counter electrode that was platinum coated using a doctor blade technique on synthesized ZnO nanostructures on fluorinedoped tin oxide (FTO). The ZnO nanostructures possessing high electrochemical activity and large surface area of the counter electrode were grown by a chemical bath deposition (CBD) method at various times, 2, 4, and 8 h. The efficiency of DSSC with the Pt-ZnO counter electrode was improved 7.01% (grown for 2 h), 7.63% (grown for 4 h), and 6.13% (grown for 8 h), respectively. Compared with a standard DSSC without ZnO nanostructures, whose efficiency was 6.27%, the energy conversion efficiency increased approximately 22% for the DSSC with the Pt-ZnO (grown for 4 h) electrode. It indicates that the Pt coated on the ZnO nanostructure improves the electrocatalytic activity of the counter electrode.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.37-43
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• 2012

We were studied that AZO conductive thin film can substitute for FTO electrode in dye sensitized solar cell. Three types of AZO films were deposited on soda-lime glass(AZO/glass, AZO/AZO/glass, textured AZO/AZO/glass) using RF magnetron sputtering process and investigated their properties of electrical, optical, and photoelectric conversion rate. The textured AZO/AZO/glass has the lowest resistivity of $3.079{\times}10^{-4}\;{\Omega}cm$ among other films. And the optical transmittance rate was better than both non textured AZO/AZO/glass and FTO/glass in the visible region. After manufacturing dye solar cells using the three types of AZO films, the textured AZO/AZO/glass showed the highest photoelectric conversion rate of 3.68% among AZO samples. But the transformation rate was slightly lower than FTO cells (4.52%). However, the conductive film of textured AZO/AZO/glass can be applicable to use an electrode in solar cells as cost-effective products.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.17.1-17.1
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• 2010

2000년대 들어 소재기술의 진보와 함께 혁신적인 성능개선이 이뤄지고 있는 유기박막 태양전지는 가장 신형의 3세대 태양전지로서, 유기 재료의 손쉬운 가공성과 다양성, 낮은 재료비, 그리고 프린팅, 코팅 공정과 같은 값싼 소자 제작공정으로 인해 차세대 저가 태양전지로서 큰 기대를 모으고 있다. 현재 유기박막 태양전지는 단위소자 기준으로 7%대의 광전변환 효율을 달성하고 있는데, 다양한 반도체성 고분자나 단분자 도너 물질에 특히 전자 수용성이 좋은 fullerene(C60)계 억셉터 물질을 채택함으로써 급격히 성능 개선이 이뤄지고 있다. 그러나 상용화를 위해서는 궁극적으로 대면적에서 10% 이상의 성능 수준이 요구되는 바, 유기재료의 낮은 전하 이동도와 짧은 수명을 극복하고 성능을 극대화하기 위해서는 고성능 신규소재의 개발이 필수이다. 태양광 스펙트럼의 장파장 까지 빛흡수가 가능하면서도 광흡수계수가 높은 저밴드갭 도너 물질, 전하 이동도가 획기적으로 개선되고 광 안정성도 높은 신규 소재 개발이 일차적으로 요구되며, 박막 특성 개선과 소자구조의 최적화 등에서도 보다 광범위한 연구개발이 요구되고 있다. 특히 저가의 용액공정에 의한 소자 제작시 박막의 나노-모폴로지 제어는 소자의 성능에 지대한 영향을 미치므로 공정별 한계와 최적조건을 구축하는 것도 매우 긴요하다. 본 발표에서는 당 연구팀을 포함한 국내외 연구그룹들의 최근 유기박막 태양전지 신소재 개발 및 용액공정 기술 현황에 대하여 간략히 살펴보고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.410-410
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• 2011

Chalcopyrite계 화합물 $CuInGaSe_2$($CIGSe_2$)는 높은 광흡수율과 전기적 특성 및 안정성, 그리고 1.02~1.67 eV 범위의 최적의 에너지 밴드갭을 가져 박막태양전지용 광흡수층 재료로 많은 관심을 받고 있다. 일반적으로 $CIGSe_2$ 박막태양전지의 광흡수층을 형성하는 공정은 고효율 태양전지 제작이 가능한 진공공정을 이용한다. $CIGSe_2$ 광흡수층을 형성하는데 있어 진공 공정을 용액기반 공정으로 대처한다면 저비용으로 보다 간단하면서 효율적인 태양전지의 제조가 가능 할 것으로 기대된다. 본 연구에서는 $CIGSe_2$ 광흡수층을 2 단계에 걸쳐 제작하였다. 먼저 Cu, In, Ga 성분을 포함하는 용액을 이용하여 CIG 전구체막을 형성한 후, 다음 단계로 selenization 공정을 진행함으로써 $CIGSe_2$ 박막을 제작하였다. $CIGSe_2$의 결정 성장을 위하여 selenization 공정의 열처리 온도와 시간을 조절하여 CIG 전구체막과 Se 원소의 결합반응을 최적화할 수 있는 공정 조건을 확보하였으며 이를 통해 우수한 결정 및 전기적 특성을 갖는 $CIGSe_2$박막을 제조하였다. 제작된 $CIGSe_2$ 박막의 광전변환 효율을 측정하여 단위셀로서의 구현이 가능함을 확인하였으며 XRD, SEM, EDS, UV-visible을 통하여 $CIGSe_2$박막의 특성을 분석하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.116.2-116.2
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• 2016

n-type 반도체의 성질을 가지고 있는 $TiO_2$는 화학적 안정성, 3.2 eV의 밴드갭 에너지 등에 의하여 다양한 형태의 에너지 변환 및 저장 소재로 많이 연구되어지고 있다. 특히, Fujishima-Honda의 발견에 의한 광촉매적 특성은 $TiO_2$의 가장 대표적인 응용 분야라 할 수 있다. 이런 $TiO_2$는 솔-겔, 수열합성법, 침전법 등의 화학적 방법을 통하여 제조 한다. 하지만 이런 방법은 $TiO_2$를 전극으로 사용하기 위한 추가적인 공정이 필수적일 뿐 아니라 그 구조를 제어하기가 쉽지 않다. 이에 약 10여 년 전부터 많은 연구자, 과학자들은 금속 기판위에 $TiO_2$를 형성하는 양극산화 법에 대한 관심을 가지고 꾸준히 연구되어져 왔다. 양극산화법을 통한 $TiO_2$는 그 조건에 따라 박막, 기공(포어)구조, 튜브 구조 및 다양한 나노 구조를 형성할 수 있게 한다. 그렇지만 대표적인 구조는 기공간의 공간을 유지하는 나노 튜브의 형태라 할 수 있다. $TiO_2$ 나노 튜브를 형성하기 위해서는 극미량의 fluoride 이온이 첨가된 전해질에서 이루어진다고 알려져 왔다. 본 발표에서는 이런 전해질의 조건에 따른 나노튜브 구조의 변화를 보고 그 변화에 따른 광전기화학적 차이점에 대하여 논하고자 한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.168-174
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• 2009

본 연구에서는 Poly(VdF-HFP)를 사용한 Gel Polymer 전해질을 제작하여 기존의 액상전해질과 비교하였다. 제작된 젤 고분자 전해질의 성분은 FTIR 분석을 사용하여 화학적 구조를 고찰한 후, 성분조사를 통해 Gel Polymer 전해질임을 확인하였으며, SEM 관측을 통해 Polymer 상태의 Gel 전해질의 구조를 확인하였다. 본 실험에서 제작된 젤 고분자 전해질을 구성하는 DEC와 PC의 최적의 성분비는 5 : 5임을 확인할 수 있었다. 최적조건의 젤 고분자전해질을 이용하여 제작된 염료 태양전지(DSCs)의 효율은 $3{\sim}4[%]$정도의 측정값을 얻었으며, 이상의 결과로부터 기존의 액상 전해질을 대체할 수 있는 준 고체형 염료태양전지의 제작이 가능함이 확인되었다.

• 전기학회논문지
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• 제60권1호
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• pp.100-104
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• 2011

In this work, an optimum condition of electrolytes preparation for photovoltaic cells application was investigated experimentally in terms of impedance and conversion efficiency of the cells. 3-methoxyppropionitrie and redox pairs with LiI and $I_2$ were used as stable solvents for fabrication of electrolyte. Efficiency comparison of the prepared cells carried out for various additives and ionic liquids. From the results, there was an optimum concentration (about 0.3 M) of ionic liquids for efficient cell fabrication. For case of electrolyte using single DMAp additive, the maximum conversion efficiency of the cell was 6.4%($V_{oc}$: 0.78V, $J_{sc}$: 14.4 mA/$cm^2$, ff: 0.57). For case of electrolyte using both DMAp and CEMim additives, the maximum conversion efficiency of the cell was 7.2%($V_{oc}$: 0.79V, $J_{sc}$: 16 mA/$cm^2$, ff: 0.57). From the result of electrochemical impedance measurement, both Z1 and Z3 values of binary additives-based cell decreased compared to those of single additive-based. This is due to the decreased in internal and charge transfer resistivities of the cells.

• 전기학회논문지
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• 제58권2호
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• pp.322-326
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• 2009

In this work, nanoporous $TiO_2$ powder was fabricated using Ketjen black, and applied in photovoltaic device based on the Dye-sensitized Solar Cells (DSCs). $TiO_2$ powder was fabricated using Ti-isopropoxide and 2-propanol by sol-gel combustion method. For added $0{\sim}2g$ variable of Ketjen black, characteristic of porosity, size of particle and crystallite of obtained $TiO_2$ nano powder was investigated. The photovoltaic efficiency of the prepared DSCs was measured using $TiO_2$ film which prepared on each different heat treatment temperature($100^{\circ}C{\sim}600^{\circ}C$) with paste of $TiO_2$ powder. The porosity and size in particle of $TiO_2$ powder made with Ketjen black Ig was influenced significantly effect to DSCs characteristic. Heat treatment at $500^{\circ}C$ makes the better photovoltaic efficiency which around 6.11%($J_{sc}=13.35mA/cm^2$, $V_{oc}=0.73V$, ff=0.63). The sol-gel combustion method was useful to DSCs fabrication.