• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제21권7호
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• pp.3-10
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• 2008

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제27권4호
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• pp.25-30
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• 2013

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.259-259
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• 2011

염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cells:DSSC)는 환경 친화적이며, 저가의 공정에 대한 가능성으로 기존의 고가의 결정질 실리콘 태양전지의 경제적인 대안으로 각광을 받고 있다. 최근 염료감응형 태양전지는 투명 전도성 산화막(Transparent Conducting Oxide : TCO)으로 사용되는 Fluorine Tin Oxide (FTO)가 증착된 유리기판 위에 주로 제작된다. FTO는 낮은 비저항과 가시광선 영역에서 높은 투과도를 가지는 우수한 전기-광학적 특성을 갖지만, 비교적 공정이 까다로운 Chemical Vapor Deposition (CVD)법으로 제조하며, 전체 공정비용의 60%를 차지하는 높은 생산단가로 인해 현재 FTO를 대체할 재료개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 ZnO (Zinc Oxide)는 우수한 전기-광학적 특성과 비교적 저렴한 가격으로 새로운 TCO로써 주목받고 있다. ZnO는 넓은 energy band gap (3.4 [eV])의 육방정계 울자이트(hexagonal wurtzite) 결정 구조를 가지는II-VI족 n형 반도체 물질이며, III족 금속원소인 Al, Ga 및 In 등의 불순물을 첨가하면 TCO로서 우수한 전기-광학적 특성과 안정성을 나타낸다. 이들 물질중 $Zn^{2+}$ (0.060 nm)의 이온반경과 유사한 $Ga^{2+}$0.062 nm) 이온이 ZnO의 격자반경을 최소화 시킬 수 있다는 장점으로 최근 주목 받고 있다. 하지만 Ga-doped ZnO (GZO)의 경우 DSC에 사용되는 루테늄 계열의 산성 염료 하에 장시간 두면 표면이 파괴되는 문제가 발생하며, $TiO_2$ paste를 Printing 후 열처리하는 과정에서도 박막의 파괴가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 $TiO_2$ Blocking Layer를 GZO 투명전극 위에 증착하였다. 또한, $TiO_2$ Blocking Layer를 적용한 GZO 박막을 전면전극으로 이용하여 DSC를 제작하여 효율을 확인하였다. 2wt%의 $Ga_2O_3$가 도핑된 ZnO 박막은 20mTorr 400$^{\circ}C$에서 Pulsed Laser Deposition (PLD)에 의해 성장되었고, $TiO_2$박막은 Ti 금속을 타겟으로 이용하여 30mTorr 400$^{\circ}C$에서 증착되었다. Scanning electron microscopy (FE-SEM)을 이용한 박막 분석 결과 $TiO_2$가 증착된 GZO 박막의 경우 표면 파괴가 일어나지 않았다. Solar Simulator을 이용하여 I-V특성 측정결과 상용 FTO를 사용한 DSC 수준의 효율을 나타내었다. 이에 따라 Pulsed Laser Deposition을 이용해 제작된 GZO 기판은 $TiO_2$ Blocking Layer를 이용하여 표면 파괴를 방지할 수 있었으며, 이는 향후 염료감응형 태양전지의 투명전극에 적용 가능 할 것으로 판단된다.

• 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.

• 전기화학회지
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• 제18권2호
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• pp.86-94
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• 2015

전세계적으로 화석에너지의 고갈로 인한 환경문제의 도래와 에너지 부족문제를 해결하기 위하여, 다양한 각도에서 태양전지의 개발이 추진되고 있다. 그 중에서도 유연염료감응태양전지의 개발은 그 활용도가 높고, 낮은 생산단가로 인하여 그 상용화에 더욱 가까운 연구 테마라고 하겠다. 여기서는 유연태양전지 분야의 연구 동향 및 최신 기술 및 재료들을 소개함으로써 앞으로의 연구방향을 제시하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.120.2-120.2
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• 2011

The improvement of solar energy-to-electricity conversion efficiency has continued to be an important research area of dye-sensitized solar cells (DSSCs). The mechanism of DSSCs is based on the injection of electrons from the photoexcited dye into the conduction band of nanocrystalline TiO2 or ZnO. Thus, the electronic structures, such as HOMO, LUMO, and HOMO-LUMO band gaps of dye moleculed in DSSC are deeply related to the electron transfer by photoexcitation and redox potential. Organic dyes, because of their many advantages, such as high molar extinction coefficients, convenience of customized molecular design for desired photophysical and photochemical properties, inexpensiveness with no transition metals contained, and environment-friendliness, are suitable as photosensitizers for DSSC. We believe that practically useful organic dye photosensitizers can be produced by exploiting electron donor/acceptor system with proper length of ${\pi}$-conjugation in a chromophore to control the absorption wavelength and enhance the photovoltaic performance. In this research, We designed and synthesized organic dyes also investigated the photoelectrochemical properties of a series of ionic dyes in DSSCs.

• 분석과학
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• 제11권1호
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• pp.13-19
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• 1998

Allylthiourea를 포함하고 있는 광전기화학전지를 이용하여, 태양에너지 변환을 위한 염료 감응시, 감응전류는 광조사 시간 증가에 따라 증감 현상을 보였다. 광조사 전후 염료 용액을 분광학적으로 분석한 결과 감응제와 초감응제 사이의 침전형성 반응과 염료의 광표백 현상이 광전류 감소와 관련되어 있는 것으로 확인되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.369-369
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• 2011

양자점 감응형 태양전지는 가시광 영역을 흡수, 이용할 수 있는 광감응 물질로 무기물 양자점을 사용하며, 이 경우 나노미터 크기의 무기물 양자점으로 인한 양자제한 효과 (quantum confinement effect)에 의해 양자점의 사이즈 조절 만으로 밴드갭을 조절할 수 있어 광학적 특성 조절이 용이하며, 하나의 광자를 흡수하여 두개 이상의 전자-정공쌍을 만들 수 있는 (multiple exciton generation) 가능성이 있어 기존 태양전지가 가지는 이론적 한계효율(Shockley-Queisser limit)을 뛰어넘을 수 있다. 본 연구에서는 양자점 및 염료 감응형 태양전지분야에서 가장 많이 사용되고 있는 TiO2 다공성 필름이 아닌, ZnO 나노선 구조를 이용하여 양자점 감응형 태양전지를 제작하였다. ZnO의 경우 TiO2보다 높은 전자이동도를 가지며, 나노선 구조가 바닥전극까지 수직 연결된 1차원의 전자전달경로를 제공하여 결과적으로 광전자 포집에 유리하다. 또한, CdS, CdSe 양자점을 동시에 사용하여 광흡수 범위를 가시광 전 영역으로 확장하였으며, 계단형 밴드구조를 통해 광전자-정공 분리 및 포집을 용이하게 하였다. 더 나아가 전해질의 조성, 나노선의 길이 등 다양한 부분을 조절하면서 각 변수가 소자의 효율에 미치는 영향을 관찰하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권5호
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• pp.649-653
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• 2010

본 연구에서는 열처리 온도(Pure: non-thermally treated, 450, 650, $850^{\circ}C$)에 따른 P-25 광촉매의 특성 변화를 조사하였으며, 이 광촉매를 이용하여 염료 감응형 태양전지를 제조하고 그 효율 특성을 연구하였다. P-25 광촉매의 열처리 온도에 따른 Methylene blue의 광분해 정도는, Pure와 $450{\sim}650^{\circ}C$에서 소성된 광촉매들의 광분해도는 3시간 이후 약 97~99%로 비슷한 결과를 보였고, $850^{\circ}C$에서 소성된 광촉매는 약 46%로 다른 광촉매에 비해 낮은 값을 보였다. 비열처리(Pure) 광촉매와 450, 650, $850^{\circ}C$에서 열처리한 광촉매를 이용하여 제조한 염료감응형 태양전지의 에너지 변환효율은 각각 6.9, 6.5, 5.8 그리고 5.6%로 각각 나타났다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.47-48
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• 2012