• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권4호
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• pp.506-510
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• 2010

염료감응 태양전지에서 $TiO_2$의 표면에서 일어나는 전자의 재결합 현상은 태양전지의 변환효율을 떨어뜨리는 주요한 원인이다. 본 연구에서는 이 전자의 재결합 현상을 제어하기 위해 $TiO_2$의 표면에 에너지 장벽을 도입하여 변환효율을 향상시키고자 하였다. $TiO_2$ 나노전극에 에너지 장벽의 역할을 하는 $Nb_2O_5$를 코팅시켰다. 코팅의 영향을 알아보기 위해 코팅횟수를 변화시키며 실험하였다. 가시광선 영역에서의 반사율로부터 코팅의 유무를 확인하고 회절패턴으로부터 코팅물질이 $Nb_2O_5$임을 확인하였다. 재결합을 제어할 수 있는 코팅막의 두께를 측정해 본 결과, 12회 코팅하였을 때 코팅막의 두께는 약 5 nm로 1회 코팅시 적층되는 코팅막의 두께는 약 0.417 nm로 볼 수 있었다. 코팅횟수에 따른 변환효율의 변화는 코팅막이 없는 경우 2.55%에서 2회 코팅한 경우 4.25%로 약 1.7배 증가하여 2회 코팅의 경우 효율이 가장 높았다. 따라서 $Nb_2O_5$ 2회 코팅의 경우 코팅막의 두께가 약 0.834 nm로 전자의 재결합을 가장 잘 제어할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.60.2-60.2
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• 2010

A $TiO_2$ films in dye-sensitized solar cells was fabricated using $TiO_2$ colloidal sol prepared from titanium iso-propoxide used as a starting material by applying the sol-gel method. It was characterized by particle size analyzer, XRD, FE-SEM, and BET analysis. The adsorption isotherms of dye molecule on $TiO_2$ films were obtained at three different temperatures (30, 45, $60^{\circ}C$) and at three different pH (3, 5, 7). The adsorption kinetics of dye molecule on $TiO_2$ films were obtained at three different temperatures (30, 45, $60^{\circ}C$. The adsorption experimental data were correlated with Langmuir isotherm model and pseudo-second-order model. Also the isosteric enthalpies of dye adsorption were calculated by the Clausius-Clapeyron equation. In addition, the adsorption energy distribution functions which describe heterogeneous characteristics of nanocrystalline $TiO_2$ film surface were calculated by using the generalized nonlinear regularization method. We found that efficient adsorption of N719 dye from aqueous solution onto $TiO_2$ films can be successfully achieved by dye adsorption conditions and morphology of $TiO_2$ films.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1258_1259
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• 2009

염료감응형 태양전지 (dye-sensitized solar cell; DSC)는 경제성 한계에 달한 Si 태양전지를 대체할 수 있는 유력한 후보로서, 지금까지 많은 연구개발로 큰 효율향상을 기록했다. 다양한 연구 분야 중에서도, 투명전도성 막과 전해질 층간의 접촉으로 발생하는 전자의 재결합을 막기 위해 삽입하는 compact layer는 ZnO dip-coating, $TiCl_4$ dip-coating, Ti sputtering 등 다양한 제조방법이 제시되었다. 본 연구에서는 $TiCl_4$ 용액을 이용해 spin-coating 방법으로 $TiO_2$ compact layer를 제조하는 시도를 했다. 기존 dip-coating 방법과의 비교를 통해서 본 연구의 spin-coating 방법에 의한 효과를 확인한 결과, standard DSC 대비 33.4%, dip-coating 방법으로 compact layer를 삽입한 DSC 대비 6%의 효율 향상을 기록했다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.12.1-12.1
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• 2010

We have developed a facile method to position different dyes (N719 and N749) sequentially in a mesoporous TiO2 layer through selective desorption and adsorption processes. Only upper part of the first adsorbed N719 dye was selectively removed by the desorption solution formulated with polypropylene glycol and tetrabutylammonium hydroxide without any damages of the dye. The desorption depth was controlled by the number of desorption process. Multi-dyed dye-sensitized solar cells (MDSSC) were fabricated by utilizing the method and their photovoltaic properties were investigated. From the incident photon-to-current conversion efficiency (IPCE) measurement, it was found that the MDSSC exhibited the extended spectral response for the solar spectrum while without decrease of maximum IPCE value compare to the DSSCs using one kind of dye (N719 or N749). The highest photocurrent density of 19.3 mA/cm2 was obtained from the MDSSC utilizing $15\;{\mu}m$ N719 / $14\;{\mu}m$ N749 bi-layered mesoporous TiO2 film. The photocurrent density was 25% and 8% higher than that of the DSSC using only N719 and N749 dye as a sensitizer, respectively. The power conversion efficiency of 9.8% was achieved from the MDSSC under the AM 1.5G one sun illumination.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.147-147
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• 2017

$TiO_2$는 의료기기, 광촉매, 태양전지 등의 여러 분야에 응용이 가능하여 많은 연구가 진행되어 왔다. 그 중 양극산화를 통하여 수직으로 잘 정렬된 나노튜브는 넓은 반응면적, 높은 전자 전도성 등의 장점으로 그 성능을 더욱 향상 시킬 수 있어 많은 연구자들이 이용하고 있다. 양극산화의 특성상 Ti 기판 위에 형성된 나노튜브의 효용성을 높이기 위하여 기판에서 분리하여 membrane의 형태로 이용하기도 한다. 이런 $TiO_2$ 나노튜브 멤브레인의 이용은 주로 오염물의 분해를 위한 광촉매, 염료감응 태양전지의 전극으로 이용되고 있다. 본 연구는 $TiO_2$ 나노튜브 멤브레인에 기체 동위 원소 분리에 이용되는 HKUST-1, ZIF-8 등과 같은 Metal Organic Frame Work (MOF)을 충진 시켜 극저온에서 수소 동위 원소를 분리 하고 자 하는데 있다. 하지만 MOF를 충진하기 위해서는 기존의 $TiO_2$ 나노 튜브 멤브레인보다 더 넓은 내경과 안정성이 요구되는 바이다. 이를 위하여 본 연구에서는 내경을 수백 나노미터 이상으로 확장하기 위한 전해질, 전류(전압) 조건 등에 대하여 연구 하였다. 또한 멤브레인의 안정적인 제조를 위하여 2-step 양극산화 조건, 열처리 조건 등의 변화를 통하여 그 목적을 달성 하고자 하였다.

• 한국진공학회지
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• 제22권1호
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• pp.13-19
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• 2013

건물기능과 디자인을 개선하는 건물일체형 태양전지의 발전 가능성이 높게 평가되고 있다. 현재는 투명 염료감응형 태양전지가 유력한 건물일체형 태양전지 기술로서 개발되고 있는데 박막 공정 기술에 기초하는 Si계 투명 박막 태양전지가 새로운 대안으로서 조명받고 있다. Si계 투명 박막 태양전지에 선택적 투과막을 적용하면 가시광선은 태양전지를 투과하고 적외선은 광 흡수층으로 재반사되기 때문에 변환효율이 향상된다. 본 연구에서는 여러 종류의 박막 증착 기술 중에서 경제성이 높은 스퍼터링 방식을 이용하여 Al-Ti계 산화물 박막을 형성하고 조성에 따른 선택적 투과 특성 변화를 관찰하였다. Al-Ti계 산화물 박막의 투과율 및 반사율은 조성에 따라 크게 변화하였으며 25 nm 두께의 AlTiO 박막에서 선택적 투과 특성이 관찰되었다. 이러한 Al-Ti계 산화물 박막의 광학적 특성을 Si계 박막 태양전지에 응용하면 투명 태양전지 구현 및 변환효율 향상이 가능해 지리라 판단된다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.66-72
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• 2010

본 연구에서는 플렉시블 염료감응 태양전지(F-DSC)의 투명전도막으로서의 적용 가능성을 평가하기 위하여 PET 기판위에 AZO 박막을 증착하였다. 또한 ITO와 AZO 박막을 이용하여 동일한 조건하에서 F-DSC를 제작하여 광변환효율을 조사하였다. AZO의 경우 체적저항율 및 증착율은 220[W]의 전력조건하에서 각각 $1.8{\times}10^{-3}[{\Omega}{\cdot}cm]$와 25.5[nm/min] 정도였으며, 광투과율은 약 87[%]였다. AZO 박막의 전기전도 메카니즘의 방전전력 의존성은 XPS 분석결과 방전전력이 증가함에 따라 O1s/Zn2p의 성분비가 증가하여 산소성분에 의한 도너 제공에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 한편, AZO 투명전도막으로 제작된 F-DSC의 변환효율은 약 2.79[%] 정도였으며, 이는 상용 ITO의 2.94[%]에 거의 필적되는 값으로 AZO의 F-DSC에의 응용 가능성이 충분함을 알 수 있었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제34권4호
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• pp.91-99
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• 2014

The purpose of the study is to apprehend the preference of occupants to colors and installation locations for DSC combined windows and doors, and suggest a concept to optimize the design and function of windows and doors. A miniature model was made applying green, blue, and red colored DSC windows and doors to survey preference about DSC colors and applied location. And a survey was accomplished to 140 subjects by showing pictures of the model and the result of the survey became the basis for suggesting a concept to design DSC integrated windows and doors. Through the survey, blue color and upper part were chosen as the highest level of satisfaction in the situation of external brightness and residence. On the contrary to this, red color was chosen as the lowest level of preference when applied to both of upper and lower parts of winders and doors. Therefore, it's expected that, if various patterns of texture are developed for blue colored DSC, and installation is arranged based on upper part of windows and doors where lighting condition and comfort are less affected, then, conditions of brightness, view, and residents satisfaction will be equally fulfilled.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.134-134
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• 2009

We studied electrochemical properties of $TiO_2$ photoelectrode based graphene for dye-sensitized solar cells(DSSC). Gaphene has good electric conductivity and it is very good transparent when this is coated on monolayer. we prepared photoelectrode by squeeze methode and researched photoelectrical properties of $TiO_2$ electrode base gaphene. DSSC based on graphene was obtained conversion efficiency of 5.4% under irradiation of AM 1.5(100 $mWcm^2$).

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.243-244
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• 2009

The $TiO_2$ nanofiber doped $TiO_2$ electrode area applied to dye-sensitized solar cells(DSSCs). The mixtures of $TiO_2$ nanofiber to $TiO_2$ photoelectrode has larger surface area than $TiO_2$ photoelectrode. In this research added 2.5, 5 and 10wt% $TiO_2$ nanofibers and the optimum condition of 5 wt% $TiO_2$ nanofiber's high surface area contributing the improvement of short-circuit photocurrent. The open-circuit voltage was 0.7V and solar energy conversion efficiency was 5.4%.