• 제목/요약/키워드: 솔-젤법

검색결과 50건 처리시간 0.029초

Sol-Gel 법으로 제작된 정공 수송층과 결합한 유기 태양전지 특성 연구

  • 이세한;최절준;김태환
    • 한국진공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
    • /
    • pp.453-453
    • /
    • 2013
  • 유기 태양전지는 저비용으로 제작이 가능하고 제작이 용이한 장점을 가지고 있으므로 많은 그룹에서 관심을 가지고 있다. 정공 수송층으로 사용되는 PEDOT:PSS는 많이 사용되지만 강한 산성 특성 때문에 ITO 전극에 식각이 되므로 문제가 있다. 그러므로 산화물 반도체 $WO_3$, $MoO_3$, 그리고 $V_2O_3$ 등이 태양전지에 많이 만들어지고 있다. 특히 copper oxide는 높은 광흡수율을 가지고 있으므로 태양전지에 사용하는 데 많은 기대되는 물질이다. Copper oxide 박막은 열증착 법, 스프레이 필로시스, 전기화학 증착, 화학증착법, 그리고 솔-젤법 등 다양한 증착 방법이 있다. 넓은 면적의 소자를 제작할 경우 솔-젤 방법은 기존의 증착법에 비해 낮은 비용으로 제작, 높은 성장율, 그리고 높은 기계적 탄력성의 장점이 있다. 솔-젤법으로 만든 copper oxide는 P3HT의 HOMO (high occupied molecular orbital)와 비슷한 위치에 접하고 있으므로 정공수송층으로 적합하다. 본 연구에서 제작된 태양전지의 구조는 ITO/P3HT:PCBM/CuxO로 구성되어 있다. ITO가 $10{\Omega}$/sq의비저항을 가지고 있었고 UV 처리를 하였다. 그 위에 P3HT:PCBM (1:0.8 weight)를 스핀 코팅하였다. 마지막으로 0.1 M $Cu_xO$용액은 Cu (II) acetate monohydrate를 소스로 2-methoxyethanol ($C_3H_8O_2$)의 용제와 안정제로 monoethanolamine ($C_2H_7NO$)을 섞어서 만들었다. 그리고 P3HT:PCBM 위에 스핀 코팅하였고 열증착 방법으로 전극인 Ag 을 증착하여 최종 소자를 만들었다. Cu(II) acetate의 소스로 제작된 박막의 투과율 측정을 통해 에너지 밴드갭을 구할 수 있었다. Copper oxide 박막은 다결정구조 이므로 다중 밴드갭으로 구성되어지는 것을 알 수 있었다. 최종적으로 만들어진 소자를 열처리를 통해 소자 특성을 조사했더니 250도에서 가장 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

  • PDF

솔-젤법으로 제조된 TiO2-SiO2 촉매상에서 CFC-113의 산화분해반응에 관한 연구 (A Study on Oxidative Decomposition of CFC-113 over TiO2-SiO2 Catalysts Prepared by the Sol-Gel Method)

  • 장원철;이두형;이태진
    • 공업화학
    • /
    • 제10권7호
    • /
    • pp.963-968
    • /
    • 1999
  • CFCs(chlorofluorocarbons)에 의한 여러 지구 환경문제들이 발생되고 있는 가운데, 사용후 회수된 CFCs에 대하여 보다 안전한 파괴방법이 요구되고 있다. 이런 관점에서 CFC-113의 분해를 위한 보다 좋은 조건을 개발하고자 접촉 산화분해반응하에서 솔-젤법으로 만들어진 에어로젤 $TiO_2-SiO_2(ATS)$ 촉매에 대하여 본 연구를 행하였다. 솔-젤법으로 만들어진 ATS 촉매가 초기 활성에서 우수하였지만 반응시간이 경과함에 따라 침전법에 의해 제조된 촉매보다 급격한 활성저하를 나타내었다. 이런 비활성화의 원인은 SEM-EDX와 XRD의 분석으로부터 생성가스 $F_2$에 의한 촉매표면의 Si 원자에 대한 결합, 유출에 기인된 것으로 판단되었다. 그리고 ATS 촉매제조과정에서 prehydrolysis 방법으로 처리된 촉매가 촉매 표면의 산성도가 증가됨에 따라 촉매활성이 지속적으로 유지되고 촉매 피독에 의한 비활성화가 느리게 진행되는 것이 관찰되었다. 또한 ATS 촉매 반응에 있어서 Ti의 mol 비가 80%까지 증가함에 따라서도 산성도가 증가되어 본 반응에서 활성 유지와 비활성화 진행속도가 느리게 됨을 발견할 수 있었다. 한편, ATS 촉매에 대해 황산이온처리된 $ATS/SO_4{^{2-}}$ 촉매가 촉매의 활성유지와 비활성화 방지에 있어서 우수한 성질을 나타내었다. 그러므로 본 반응에 있어서 촉매 표면에 대한 황산이온의 처리가 촉매의 비활성화 방지에 기여할 수 있음을 알 수 있었다.

  • PDF

비가수분해 솔-젤법으로 제조한 $V_{2}O_{5}-TiO_2$ 촉매를 이용한 황화수소의 선택 산화반응 (Selective Catalytic Oxidation of Hydrogen Sulfide Using $V_{2}O_{5}-TiO_2$ Catalyst Prepared by Nonhydrolytic Sol-Gel Method)

  • 김상윤;조달래;박대원
    • 청정기술
    • /
    • 제14권3호
    • /
    • pp.204-210
    • /
    • 2008
  • 비가수분해 솔-젤법에 의하여 여러 가지 조성의 $V_{2}O_{5}-TiO_2$ 촉매를 합성하여 특성분석을 실시하고 황화수소의 선택 산화반응에 대한 촉매성능을 고찰하였다. 이 $V_{2}O_{5}-TiO_2$ 촉매는 높은 표면적을 가지고 VOx가 작은 입자로 잘 분산되어 있었고, 환원성도 우수한 것으로 나타났다. 그러나 12 wt% 이상의 바나디아 담지량부터는 결정성 $V_{2}O_5$가 관찰되어 $H_{2}S$의 전환율을 감소시키는 결과를 초래하였다. 이 방법으로 제조된 $V_{2}O_{5}-TiO_2$ 촉매는 통상의 제로젤(xerogel) 촉매나 함침 촉매에 비해 높은 반응활성을 보여 주었고, 암모니아와 물이 포함된 조건에서도 황화수소를 선택 산화시켜 이산화황을 거의 발생시키지 않고 환경 친화적이고 안전한 물질인 원소 황(sulfur)과 티오황산암모늄(ATS)으로 회수할 수 있었다.

  • PDF

TiO2 나노 입자의 크기와 결정 구조가 염료감응형 태양전지의 광전 효율에 미치는 영향 (Effect of Particle Size and Structure of TiO2 Semiconductor on Photoelectronic Efficiency of Dye-sensitized Solar Cell)

  • 이현주;박노국;이태진;한기보;강미숙
    • 청정기술
    • /
    • 제19권1호
    • /
    • pp.22-29
    • /
    • 2013
  • 본 연구는 염료감응형 태양전지의 구성요소 중 핵심 소재로 주목받고 있는 티타니아($TiO_2$) 나노입자의 크기와 결정구조에 따른 광전 효율을 비교하고자 하였다. 나노입자의 크기는 용매열법(solvothermal method)을 이용하여 출발 용액의 pH를 조절하고 결정구조의 차이는 솔-젤법에 의해 얻어진 무정형의 티타니아를 온도를 달리하여 소성함으로써 조절되었다. 그 결과, 용매법으로는 8.9, 12.8 그리고 20.2 nm의 크기를 가지는 세 종류의 아나타제 티타니아를, 솔-젤법으로는 세 종류의 아나타제-루타일(anatase-rutile) 혼합결정구조를 가지는 티타니아를 얻었다. 여섯 종류의 샘플 중 20.2 nm 크기의 아나타제 결정구조의 티타니아를 광 전극으로 사용한 염료감응형 태양전지 단위 셀에서 8.6%로 가장 좋은 광전 효율을 얻었다.

솔-젤법 및 급속열처리에 의한 $Sr_{0.9}4$Bi_{2.1}$$Ta_2$$O_9$ 박막의 저온형성에 관한 연구 (Study on Low Temperature Formation of Ferroelectric $Sr_{0.9}4$Bi_{2.1}$$Ta_2$$O_9$ Thin Films by Sol-Gel Process and Rapid Thermal Annealing)

  • 장현호;송석표;김병호
    • 한국전기전자재료학회논문지
    • /
    • 제13권4호
    • /
    • pp.312-317
    • /
    • 2000
  • Ferroelectric S $r_{0.9}$/B $i_{2.1}$/T $a_{2}$/ $O_{9}$ solutions were synthesized using sol-gel process in which strontinum ethoxide bismuth ethoxide trantalum ethoxide were used a s startring materials. SBT thin films were coated on Pt/Ti/ $SiO_2$/Si substrates by spin-coating. rapid thermal annealing (RTA) was used to promote crystallization. Thin films were annealed at $700^{\circ}C$ for 1 hr in an oxygen atmosphere. This temperature is about 10$0^{\circ}C$ lower than the usual annealing temperature for SBT thin films. Pt top-electrode was deposited by sputtering and thin films were post-annealed at $700^{\circ}C$ for 30 min. to enhance electrical properties. As the RTA temperature increased the higher 2 $P_{r}$ values were obtained. At RTA temperature being 78$0^{\circ}C$ remanent polarization of S $r_{0.9}$/B $i_{2.1}$/T $a_{2}$/ $O_{9}$ thin film was 7.73 $\mu$C/cm $_2$ and the leakage current density was 1.14$\times$10$^{-7}$ A/c $m^2$ at 3 V. As RTA temperature increased the breakdown voltage was decreased. It is considered that the low-field breadown is caused by the rough surface of SBT films and forming bismuth metal in SBT thin films.films.lms.

  • PDF

SBT 박막의 저온화 공정을 위한 솔-젤법과 $IrO_2$하부전극의 효과 (Effects of Sol-Gel Process and $IrO_2$Bottom Electrode for Lowering Process Temperature of SBT Thin Films)

  • 선봉균;송석표;김병호
    • 한국세라믹학회지
    • /
    • 제38권1호
    • /
    • pp.39-44
    • /
    • 2001
  • 솔-젤법으로 S $r_{0.9}$B $i_{2.1}$T $a_2$$O_{9}$ stock solution을 합성하고, Ir $O_2$/ $SiO_2$/Si 및 기판 위에 스핀코팅법으로 약 2000$\AA$ 정도의 두께를 가지고 SBT 박막을 제조하였다. Pt/Ti $O_{x}$ 전극을 사용한 SBT 박막과 비교하였을 때 Ir $O_2$전극을 사용한 SBT 박막의 경우 더 낮은 급속 열처리 온도 즉, 72$0^{\circ}C$에서 형석상에서 층상 페롭스카이트 상으로의 상전이가 관찰되었다. 그리고, Ir $O_2$전극을 사용한 SBT 박막은 낮은 열처리에서 결정성장이 이루어졌다. Ir $O_2$전극을 사용한 SBT 박막은 $650^{\circ}C$에서 열처리하였을 때 포화된 이력곡선을 얻었지만, Pt/Ti $O_{x}$ 전극을 사용한 SBT 박막은 $700^{\circ}C$에서 열처리하였을 때 이력곡선이 관찰되었다. Ir $O_2$전극을 사용한 SBT 박막은 $700^{\circ}C$의 열처리에서 8.79 $\mu$C/$ extrm{cm}^2$ (3V)의 2Pr 값을 나타내었다.나타내었다.다.

  • PDF

솔-젤 합성에 의한 직접 메탄올 연료전지용 고분산 Pt-Ru/C 음극 촉매의 제조 (A Study on Sol-gel Preparation of Pt-Ru/C Anode Catalysts for Direct Methanol Fuel Cells)

  • 이강희;김일곤;박태진;서동진
    • 전기화학회지
    • /
    • 제6권1호
    • /
    • pp.13-17
    • /
    • 2003
  • 직접 메탄을 연료전지의 음극 촉매로 사용되는 Pt-Ru/C를 솔-젤법을 이용하여 크라이오젤 및 에어로젤 형태로 제조하였다. 탄소의 원료가 되는 유기물의 종류에 따라 B종의 촉매를 제조하였으며 XRD분석에 의해 금속이 탄소담체 위에 고분산되어 있음을 확인하였다. 초임계건조, 탄화. 환원 공정을 거쳐 완성된 에어로젤 촉매의 전극 활성은 Cyclic voltametry를 이용한 half cell test를 통하여 평가하였다. 그 중 Phloroglucinol-Formaldehyde(PF) 형의 촉매가 가장 우수한 활성을 보였으며 내구성 또한 양호하였다.

Enhancement of Photocurrent Generation of Solid State Dye Sensitized Solar Cells by Using MgO-coated TiO2 Photoelectrode

  • 이동준;한길상;정현석
    • 한국진공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
    • /
    • pp.197-197
    • /
    • 2012
  • 염료감응형 태양전지 (DSSC)는 다양한 태양전지 중, 가장 환경친화적이고, 생산단가도 낮을 뿐만 아니라 다양한 색상과 투광성을 확보할 수 있어 많은 연구가 진행되어왔다. 하지만 액체 전해질을 사용하는 기존 염료감응형 태양전지는 높은 휘발성과 열 팽창 수축에 따른 전해질 누액의 문제점으로 인하여 최근에는 고체전해질을 이용한 염료감응형 태양전지의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 스크린 프린팅법을 이용하여 TiO2 광전극을 코팅하고 Mg(OH)2를 솔-젤법을 이용하여 스핀 코팅 하였다. 이후에 $500^{\circ}C$에서 1시간동안 열처리를 통해 MgO 나노 코팅막을 형성하여 고체 박막 태양전지(solid state dye sensitized solar cells)을 제작하였다. MgO 나노 코팅막의 특성은 솔라시뮬레이터를 이용하여 I-V 곡선, transient Voc, dark current를 측정하였고, UV0vis spectroscopy를 이용하여 염료흡착량을 분석하여 코팅막과 효율간의 상관관계를 평가하였다.

  • PDF

$PbTiO_3/$-폴리머, 0-3 컴포지트 하이드폰에 관한 연구 (A study on the $PbTiO_3/$-polymer, 0-3 Composite Hydrophone)

  • 김일호;이성갑;김현재;이영희
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
    • /
    • 제3권1호
    • /
    • pp.9-19
    • /
    • 1990
  • 본 연구에서는 산회물 혼합법, 솔-젤법, 공침법등의 세가지 방법으로 PbTiO$_{3}$분말을 제조하여 폴리머와 혼합 O-3 복합재료를 제작한 후, 하이드로폰으로의 응용을 위한 제 특성을 고찰하였다. 비유전상수는 PbTiO$_{3}$의 체적비 증가에 따라 지수함수적으로 증가하였으며 유전손실은 선형적으로 증가하였다. 수정입방체 모델로 부터 계산된 변형계수 n은 M-O, S-G, C-P의 경우 각각 0.724, 0.585, 0.483으로 나타났다. 압전 변형계수 d$_{33}$는 PbTiO$_{3}$의 체적비, 분극전장 및 분극 시간의 증가에 따라 증가하였으며 일정시간 경과후에는 포화값을 나타내었다.다.

  • PDF