• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.55.1-55.1
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• 2011

Dye-sensitized solar cell(DSSC) have been considered one of the promising alternatives to conventional solar cells, because of their low cost, easy fabrication and relatively high energy conversion efficiency. However, although the cell offers reasonable efficiency at least 11%, the use of a liquid electrolyte placed technological challenges for achieving the desired durability and operational stability of the cell. In order to prevent or reduce electrolyte leakage considerable efforts have been made, such as p-type semiconductor or organic hole-transport material that better mechanical properties and simple fabrication processes. In this work, we synthesized solid-state electrolyte containing LiI and KI metal salt with starting materials of poly ethylene oxide to substitute liquid electrolyte enhance the ionic conductivity and solar conversion efficiency. Li+ leads to faster diffusion and higher efficiency and K+ leading to higher ionic conductivity. The efficiency of poly ethylene oxide/LiI system electrolyte is 1.47% and poly ethylene oxide/potassium electrolyte is 1.21%. An efficiency of 3.24% is achieved using solid-state electrolyte containing LiI and KI concentrations. The increased solar conversion efficiency is attributed to decreased crystallinity in the polymer that leads to enhanced charge transfer.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.128-130
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• 2008

One of methods to increase the efficiency of a dye-sensitized solar cell(DSC) is the effective usage of the incident light. It can be controlled by using a light scattering layer. The light scattering effect makes that the optical path length of incident light to DSC increases. And then, the photocurrent and the efficiency is increased because of the increase of dye adsorption and the abundant amount of the light. In this study, we apply the light scattering layer to DSC by using two $TiO_2$ pastes that have different particle sizes. As a result, the photocurrent increases and the total efficiency is also increases in the case of using large-sized $TiO_2$ particle as the light scattering layer.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.366-366
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• 2011

이성분 산화물인 ZnO/$TiO_2$ core-shell 나노입자는 core-shell 구조의 특성과 이성분 산화물의 상호작용에 의해서 염료감응형 태양전지의 효율향상을 기대할 수 있다. Znic acetate($Zn_2(CH_3COO)$)와 Titanium(IV) butoxide($Ti(OBu)_4$)를 이용하여 ZnO 나노입자를 수열합성하고 그 주의에 $TiO_2$을 가수분해 반응을 이용하여 둘러싸는 core-shell형태의 물질을 합성하였다. 그 이후 결정성 및 유기물 제거를 위해서 4시간 동안 고온에서 소성하였다. SEM 결과에 따르면 소성 온도를 600도까지 증가시키면 ZnO의 경우 나노입자의 크기가 증가하는 경향을 확인하였다. 하지만 core-shell의 경우는 ZnO의 뭉침현상을 $TiO_2$이 방해하여 초기합성된 크기와 동일한 크기를 유지하는 것을 확인하였다. 또한 XRD 결과에 따르면 주변에 형성된 $TiO_2$ 이외에 $Zn_2TiO_4$의 spinel 구조를 가지는 물질이 합성되는 것을 확인할 수 있었다. 합성된 core-shell 구조의 나노입자는 약 40~50 nm의 크기를 가지고 600도에서 소성된 입자의 경우 산소 정공이 거의 없는 약 3 eV의 밴드갭을 가지는 물질로 합성이 되었다. Core-shell 나노입자의 경우 염료 감응형 태양전지의 반도체 물질로 응용 가능할 것으로 판단된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1297-1298
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• 2007

염료 감응형 태양전지(DSSC)의 개발 이후 많은 연구와 실험이 상용화를 위한 대면적화에 중점을 두고 진행되고 있다. 대면적화에 대한 대부분의 연구에서 그리드 전극을 넣고 내부적으로 직, 병렬 구조를 조합해 확장 시키는 방법을 채택하고 있지만, 그리드 전극을 넣음으로써 발생하는 손실, 즉 실링 공정의 어려움으로 발생하는 전자의 손실과 제작 공정상에 있어서의 복잡한 절차 및 그에 따라 소요되는 시간 등을 감안할 때 이는 그리 효과적이지 못하다고 할 수 있다. 면적이 작은 여러 셀을 외부에서 연결시켜 대면적화 시켰을 때 그 효과에 대해서 알아보고, 동일한 면적의 대면적화 된 단일 셀과 비교, 그 결과를 분석해 보았다. 그 결과, 우리는 동일한 면적을 가지고 있는 대면적의 단일 셀보다 여러 셀의 병렬 조합으로 이루어진 것이 더 좋은 결과를 나타냄을 알 수 있었다. 이를 바탕으로 유효면적 $8cm^2$을 가지는 셀을 외부적으로 연결시켜 대면적화 시켰을 때 그 효과에 대해서 알아보고 실험하였다. 하나의 모듈을 만들기 위해 직 병렬의 다양한 조합을 시도하여 직렬 연결이 많이 된 모듈일수록 이를 다시 병렬로 연결했을 때 전류의 손실을 많이 줄일 수 있다는 결론을 얻었다.

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

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.154-157
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• 2006

The counter electrode widely used in DSCs (Dye-sensitized Solar Cells) is constructed of conducting glass substrates coated with Pt films, where the platium acts as a catalyst. Pt counter electrodes in DSCs are one important component. It is expected that characteristics of Pt electrodes strongly depend on fabrication process and its surface condition. In this study, Pt counter electrode surface of DSC is deposited by reactive RF magnetron sputtering under the conditions of Ar 5mtorr, RF power of 120w and substrate temperature of $100^{\circ}C$. Surface morphology of Pt electrodes was investigated by FE-SEM and AFM. And this paper shows our recent results and technology to fabricate the new designed cell with Pt electrodes deposited by sputtering method. We have achieved fill factor 65% and photoelectric conversion efficiency around 2.6% as the best results of new designed DSCs structure.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.69-75
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• 2021

본 연구에서는 티타늄(Ti) 금속 박막을 사용해서 값비싼 산화주석(FTO) 전극을 대체된 염료감응형 태양전지(DSSC)의 제작 방법과 전기적 특성에 대해서 고찰하였다. Ti 박막의 증착 시간을 조절하여 박막의 두께를 변화시켰으며, Ti 박막의 두께가 두꺼워지면서 표면저항은 감소하였다. 대략 190nm 두께에서 FTO 박막의 표면저항과 비슷해짐을 알 수 있었으며, 250nm 두께에서 DSSC의 에너지 변환효율 4.24%로 가장 높았다. 더 나아가 DSSC 모듈을 제작해 평가함으로써 상용화의 가능성을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.320-322
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• 2007

A new binder-free $TiO_{2}$ paste was prepared by common ion applying effect, enabling low temperature fabrication required for flexible solar cells. The binder-free and high viscosity $TiO_{2}$ coating solution was produced by adding 7.5% aniline in $TiO_{2}$ colloid solution obtained from the high pressure water-heat response method. The resulting pastes had high level of viscosities proper for optimal coating and thus revealed excellent performances in terms of thickness uniformity and I-V characteristics.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.4013-4018
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• 2014

염료감응형 태양전지 상대전극부에 Au/Pt 이중 촉매층 적용에 따른 전해질과의 반응안정성 확인과 에너지변환효율 변화를 확인하기 위해 $0.45cm^2$ 면적을 가진 glass/FTO/blocking layer/$TiO_2$/dye/electrolyte/50nm Pt/50nm Au/glass 구조의 소자를 준비하였다. 비교를 위해 평탄한 유리기판 위에 증착된 100nm 두께의 Pt 상대전극을 채용한 소자도 동일한 방법으로 확인하였다. 솔라 시뮬레이터와 퍼텐쇼 스탯을 통해 단락전류밀도, 개방전압, 필팩터, 에너지변환효율의 광전기적 특성을 확인하였다. Au/Pt 이중층과 전해질의 반응을 확인하기 위해 광학현미경을 통해 전해질 주입 후 0~25분 후 이중층의 미세구조를 확인하였다. 광전기적 특성 분석 결과, 평탄한 유리기판 위의 단일층 Pt의 에너지변환효율은 4.60%를 나타내고 시간 의존성이 없었다. 반면, Au/Pt의 경우 전해질 주입 직 후, 5분 후, 25분 후의 에너지 변환 효율이 각각 5.28%, 3.64%, 2.09%로 시간이 지남에 따라 감소하였다. 광학현미경 분석을 통하여, 전해질 주입 직 후, 5분 후, 25분 후의 부식면적이 각각 0, 21.92, 34.06%로 Au와 전해질이 반응하여 부식되는 것을 확인하였고, 이를 통해 Au/Pt가 전기적으로 시간이 지남에 따라 촉매활성도와 효율이 감소하는 것을 확인하였다. 따라서 염료감응태양전지에 Au/Pt 촉매는 단기적으로는 기존 Pt only보다 우수하였으나 장기적으로는 전해질과의 안정성이 미흡함을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권1호
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• pp.162-166
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• 2012

본 연구에서는 전해증착법과 열처리를 통하여 ITO 투명전극 위에 고밀도의 ZnO 막대구조를 형성하는 방법을 조사하였다. 증착과정에서 $Zn(OH)_2$와 ZnO가 함께 형성되는 것을 고려할 때 전기화학적 ZnO 증착효율은 33% 이하를 나타내었다. $500^{\circ}C$ 열처리 후 ZnO는 (002)를 선택적으로 갖는 결정구조를 형성하며, 나노막대 구조의 성장속도는 0.986 ${\mu}m/hr$로 측정되었다. 그리고 전기화학적으로 제조한 ZnO 막대를 염료감응 태양전지의 전극으로 사용시 측정된 전지효율은 0.21%로서 태양전지용 전극으로서의 가능성을 확인하였다.