• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.13-20
• /
• 2021

GaN은 III-V족 화합물 반도체로 밴드갭을 조절하는 것이 가능하고 화학적으로 안정하기 때문에 다른 물질에 비해 산성, 염기성 용액에서 부식이 적다. 또한 GaN의 밴드갭이 물의 산화·환원 준위를 포함하고 있어 외부전압 없이 물 분해가 가능하다는 장점이 있다. 하지만 GaN 자체만으로는 태양광-수소 변환 효율(solar-to-hydrogen conversion efficiency, STH)이 낮아 이를 개선하기 위해 최근 활발한 연구가 이루어지고 있다. 본 총설에서는 GaN을 PEC 물분해의 광전극으로 사용하기 위한 방법들과 연구에 대해 정리하였다.

• 전자통신동향분석
• /
• 제22권5호
• /
• pp.86-94
• /
• 2007

최근까지 태양전지 기술 개발 방향은 발전 단가를 낮추는 저가형 태양전지 개발 연구와 변환 효율을 높이는 고효율 태양전지 개발 연구가 진행되어 왔다. 태양전지의 발전단가를 낮추기 위하여 저가로 대량 생산이 가능하도록 다양한 물질과 공정이 개발되었지만, 변환 효율이 낮아 상용화에 큰 걸림돌이 되고 있다. 또한 변환 효율 향상을 위한 연구는 과거에는 변환 효율이 높은 물질을 찾기 위해 다양한 시도가 이루어졌으며, 현재는 물질 합성과 적층 구조 등을 이용하여 광흡수 대역을 넓혀 변환 효율을 높이는 데 주력하고 있다. 최근에는 양자점과 나노 기술을 이용하여 기존의 광전 변환 메커니즘의 비효율성을 개선한 신개념의 MEG 태양전지에 대한 연구 개발이 추진되고 있다.

• 공업화학
• /
• 제24권5호
• /
• pp.537-543
• /
• 2013

본 연구에서는 유기박막태양전지로 적용 가능한 push-pull 구조의 고분자를 합성하여 그 특성을 확인하였다. 전자주개 물질로는 benzodithiophene 유도체를 도입하였고, 전자받개물질은 benzothiadiazole 유도체를 사용하여 Stille coupling 반응으로 poly{4,8-didodecyloxybenzo[1,2-b;3,4-b]dithiophene-alt-5,6-bis(octyloxy)-4,7-di(thiophen-2-yl)benzo[c][1,2,5]-thiadiazole} (PDBDT-TBTD)를 합성하였다. 각 합성 단계별 단량체의 확인은 $^1H-NMR$과 GC-MS를 통해 이루어졌으며, 합성된 conjugated polymer는 GPC, TGA, UV-Vis, cyclic voltammetry를 이용하여 물리적, 광학적 및 전기화학적 특성을 확인하였다. PDBDT-TBTD의 수평균 분자량은 6200이였으며, 초기 분해온도(5% weight loss temperature, $T_d$)값은 $323^{\circ}C$로 측정 되었다. 박막형태에서의 최대 흡수파장은 599 nm이며, 광학적 밴드갭(${E_g}^{opt}$)은 1.70 eV으로 확인되었다. 유기박막태양전지 소자는 ITO/PEDOT : PSS/PDBDT-TBTD : $PC_{71}BM/BaF_2/Ba/Al$ 구조로 제작하였으며, PDBDT-TBTD와 $PC_{71}BM$를 1 : 2 (w/w)의 비율로 블렌딩하여 광활성층으로 사용하였다. 제작된 소자는 solar simulator으로 광전변환효율을 확인하였고, 최대 광전변환효율은 2.1%이었다.

• 공업화학
• /
• 제5권2호
• /
• pp.255-262
• /
• 1994

아크용융방법으로 준비한 Ti-5Bi 합금을 산화시켜 제조한 산화티타늄의 에너지변환효율(${\eta}_e$)을 광학농도, 광에너지에 따라서 측정하였다. 그리고 광학농도 및 전해액의 pH변화에 따른 플랫-밴드전압변화를 측정하였다. 광학농도와 광에너지가 증가하면 에너지변환효율은 증가하였으며 광학농도 $0.2W/cm^2$, 조사되는 빛의 에너지가 4.0eV에서 최대 에너지변환효율은 각각 3.2%, 13%로 나타났다. 에너지변환효율은 인가전압 의존성을 보여주었으며 0.5V의 전압을 인가하였을 경우 최대값을 보여주었다. 한편 전체 광전류의 발생은 산화티타늄 공핍층 내의 전자-정공쌍의 생성반응에 의해 율속되었다. 광학농도가 증가하면 플랫-밴드전압은 -0.065V/decade의 기울기를 나타내었으며 전해액의 pH가 감소하면 플랫-밴드전압은 양의 방향으로 이동하였으며 그 기울기값은 0.059V/pH로 Nernst 식의 기울기값과 일치하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
• /
• pp.1507-1508
• /
• 2011

본 논문에서는 전기장이 염료감응형 태양전지 광전극의 산화반도체($TiO_2$)에 미치는 영향에 대해 설명하고 DSC의 효율과 밀접한 관련이 있는 산화반도체의 결정구조 개선에 초점을 맞추어 효율을 향상시키고자 하였다. DSC의 광전극 제조에서 FTO 기판에 doctor-blade 방법을 통해 $TiO_2$ paste 도포 한 후 소성 직전 전기장을 인가하여 입자의 결정화를 돕는다. 이때 인가 전압과 전압을 인가하는 시간을 변화시키면서 실험하였다. 그 후 $450^{\circ}C$에서 30분 동안 소성하였다. FE-SEM으로 $TiO_2$의 형태를 보고 전기장이 $TiO_2$ 결정화에 미치는 영향을 확인하였고, current-voltage 특성 분석을 통해 에너지 변환 효율과 각 요소들을 비교하였다. UV-vis spectrophotometer, EIS 측정으로 각 DSC의 광 흡수율과 $TiO_2$/염료/전해질 영역에서의 저항을 분석하였다. 그 결과 전기장이 가해진 $TiO_2$의 결정이 더 잘 배열된 것을 확인하였고, 그로인해 에너지 변환 효율이 7.09%에서 8.65%로 증가한 것을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.175-175
• /
• 2011

최근 석유 자원의 고갈로 인하여 요구되는 대체 에너지 개발의 필요성이 대두되고 있다. 그중 태양에너지는 지구의 생명체가 살아가는 에너지의 근원으로서 매초 800~1,000 W에 달하는 에너지양으로 볼 때 태양은 인류가 가장 풍부하게 활용할 수 있는 에너지원이다. 태양에너지를 이용한 염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cells, DSSCs)는 제조원가를 낮출 수 있고, 유리 전극을 이용한 투명한 태양전지를 제조할 수 있어 건물의 유리창등으로 응용할 수 있는 장점이있다. 이러한 광변환 효율을 증가시키기 위한 방법으로 전기방사 TiO2 Nanofiber를 기계적으로 갈아서 제조한 TiO2 Nanorod 와 TiO2 Nanoparticle를 섞어서 만든 paste를 이용하여 넓은 표면적과 빠른 전자수송도를 갖게 하였고, 흡착된 염료에서 발생되는 광전자가 전해질의 산화, 환원되는 요오드 이온(I-/I3-)과의 재결합(recombination)현상을 TiO2 전극 위에 높은 밴드갭(band-gap)을 가지는 Al2O3 박막을 TriMethylAluminium (TMA) 전구체를 이용한 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 공정을 사용하여 진공증착 통해 광전변환효율이 떨어지는 현상을 방지하여 효율을 높였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.318.2-318.2
• /
• 2013

기존의 염료감응형 태양전지(Dye Sensitized Solar Cells; DSSCs)는 최대 효율 11~12%의 광전변환효율을 가지고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해서 광흡수 층 최적화, 상대전극의 촉매성 증대, 전해질의 산화 환원 반응 최적화 등의 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 DSSCs의 광전변환효율을 증가시키고자 기존의 투명전극 및 기판으로 사용되는 FTO(Fluor-doped Tin Oxide)를 GZO(Gallium-doped Zinc Oxide)를 사용하여 투명전극기판에 따른 계면 저항, 전류손실 등 DSSCs에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에 사용된 FTO는 ${\sim}7{\Omega}/{\square}$의 면저항과 80%이상의 투과도를 갖고 있으나 Ion-Sputtering 법으로 증착된 GZO는 열처리 과정을 통하여 $3{\sim}4{\Omega}/{\square}$의 면 저항을 나타내고 80%이상의 우수한 투과도를 가지고 있다. 이러한 두 기판의 특성 비교를 위해, UV-Visble Spectrophotometer를 사용하여 광학적 특성을 분석하고, SEM(Scanning Electron Microscope), AFM(Atomic Force Microscope)를 사용하여 표면 특성을 평가하였다. 또한 전기적 특성을 분석하기 위하여 4-Point-probe를 이용하여 면 저항을 측정하였고, DSSCs의 효율 및 Fill Factor를 분석하기 위하여 Solar Simulator의 I-V measurement를 이용하였다.

• 청정기술
• /
• 제24권3호
• /
• pp.249-254
• /
• 2018

염료감응형 태양전지의 광전변환효율(${\eta}$) 향상을 위하여 수열합성한 $TiO_2$ 나노입자에 전기방사한 $TiO_2$, $SiO_2$, $ZrO_2$ 및 $SnO_2$ 나노파이버를 첨가하여 광전극에 적용하였다. $TiO_2$ 나노파이버를 첨가한 염료감응형 태양전지는 순수한 $TiO_2$ 나노입자에 비해 높은 전류밀도($J_{sc}$)를 나타내었고 이것은 나노파이버 구조로 인하여 염료에서 여기된 전지의 전달 특성이 용이하여 나타난 현상으로 생각된다. 또한 $SiO_2$ 나노파이버를 첨가한 염료감응형 태양전지의 경우, 순수한 $TiO_2$ 나노입자를 이용한 것에 비해 보다 높은 0.67 V의 개방전압($V_{oc}$)을 나타내었고 에너지 변환효율 또한 6.24%로 가장 높게 나타났다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제15권10호
• /
• pp.829-841
• /
• 1990

본 논문에서는 우리 나라 디지털 다중화 계위 5차군 전송속도 564.993Mb/s를 실제의 광전송 데이터 속도라 가정하고, 국내 565Mb/s 광전송시스템을 유지 보수할 뿐만 아니라 디지털 광전송용 통신망을 B.S.I.화하기 위하여, 단국중계장치에서 기존의 전송로부호들 중 최적의 전송로부호라 사료되는 mBIZ 전송로부호를 이용한 새로운 전송로 프레임 구조를 제안한다. 제안한 프레임 구조대로 565Mb/s 광전송용 단국중계장치에서 순수정보신호계열의 속도를 변환한 후 pulse stuffing 하는 방식으로 시스템 하드웨어를 실현시킨 결과, 전송 에러에 의한 연속적인 시스템 에러 파급 현상 즉, 도미노 현상을 방지할 수 있었으며, timing jitter와 동부호연속수도 억압할 수 있었다. 또한 광단국장치에서의 total BER을 10정도까지 향상시킬 수 있기 때문에 시스템 SNR을 2dB 정도 개선할 수 있었다.

• 센서학회지
• /
• 제1권1호
• /
• pp.5-12
• /
• 1992

팩시밀리용 1차원 영상감지소자로 사용 가능한 수소화된 비정질 실리콘 다층막을 RF 글로방전 분해법으로 제작하였다. ITO/i-a-Si:H/Al 구조는 양전극으로부터의 캐리어주입과 인듐확산으로 인한 암전류가 상대적으로 크므로 본 논문에서는 이 암전류를 억제하고, ITO/i-a-Si:H의 계면에 임듐확산으로 인한 광전변환특성의 저하를 막기 위하여 $SiO_{2}$ 혹은 $SiO_{x}N_{y}$막이 사이에 끼인 ITO/유전체/i-a-Si:H/p-a-Si:H/Al구조를 제작하였다. 이는 계면의 전장을 증가시켜 양호한 광전변환특성을 얻기 위한 것이다. $SiO_{2}$막의 두께가 $300{\AA}$이고 p-a-Si:H막의 두께가 $1500{\AA}$일 때 암전류는 0.1nA이하로 억제되고 광전류도 5V의 인가전압에서 20nA로 포화되었다. 또한 광이용률을 향상시키기 위해 $SiO_{x}N_{y}$막을 ITO와 함께 이중 반반사약으로 형성시켜 ITO/a-$SiO_{x}N_{y}$/i-a-Si:H/p-a-Si:H/Al구조의 다층막을 제작하였다. 이 때 $SiO_{x}N_{y}$막 및 p-a-Si:H막의 두께는 각각 $300{\AA}$ 및 $1500{\AA}$으로 하였다. 광도 $20{\mu}W/cm^{2}$ 및 인가바이어스 5V하에서 광전류는 30nA, 암전류는 0.08nA로 각각 좋은 특성을 나타내었으며 광전류도 5V게서 포화되었다. 또한 분광감도특성의 결과로부터 단층막의 최대감도를 나타내는 파장은 약 630nm이었으며 다층막의 경우는 약 560nm정도이었다. 제작된 다층막의 균일도는 약 5%의 오차를 가졌으며 광응답시간은 0.3msec였다.