• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권2호
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• pp.262-267
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• 2016

본 연구에서는 건식플라즈마 환원방법을 이용하여 다중벽 탄소나노튜브(MWNT) 코팅 층 위에 백금, 금, 백금/금 이종 나노입자를 쉽고 균일하게 고정화 시킬 수 있는 방법을 제시한다. 나노입자는 다중벽 탄소나노튜브 위에 안정적이고 균일하게 고정화되어 나노하이브리드 소재가 되며, 이렇게 합성된 나노하이브리드 소재는 염료감응형 태양전지의 상대전극에 적용된다. CV, EIS, Tafel 측정을 통해 준비된 상대전극의 전기화학적 특성을 분석한 결과, PtAu alloy/MWNT 상대전극이 가장 높은 전기화학적 촉매 활성과 전기 전도도를 보여준다. PtAu alloy/MWNT 상대전극을 이용한 염료감응형 태양전지는 7.9%의 에너지 변환 효율을 보임으로써 MWNT (2.6%), AuNP/MWNT (2.7%) 그리고 PtNP/MWNT (7.5%) 상대전극을 사용한 염료감응형 태양전지의 효율과 비교하였을 때, 가장 높은 효율을 보여주고 있다.

• 공업화학
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• 제22권5호
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• pp.461-466
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• 2011

본 연구에서는 염료감응형 태양전지의 효율을 향상시키기 위하여 여러 조건에서 $TiO_2$에 불소를 도핑한 후 이를 이용하여 광전극을 제조하고 그 전기화학적 특성을 평가하였다. 불소 도핑된 $TiO_2$를 이용하여 제조된 염료감응형 태양전지의 에너지 전환 효율을 전류-전압 곡선을 통하여 계산하였다. $TiO_2$ 광전극을 불소 도핑함으로써 에너지 전환 효율이 최대 3배 이상 향상되었다. 이와 같은 결과는 불소 도핑 후 에너지 준위가 감소된 $TiOF_2$가 $TiO_2$와 혼재됨으로써 광전극 내에 용이한 전자 전달이 가능하고 이로 인하여 염료 감응형 태양전지의 효율이 향상된 것으로 여겨진다. 이는 IMPS (intensity-modulated photocurrent spectroscopy) 및 IMVS (intensity-modulated photovoltage spectroscopy) 분석에서도 불소가 도핑됨으로써 전자 전달이 빨라지고, 전자 재결합은 느려지는 결과를 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.202-202
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• 2012

염료감응태양전지(DSSC)의 광변환 효율을 향상시키기 위하여 진공챔버에서 450도 고온에서 O2, Ar, and N2 혼합가스를 주입하여 다양한 plasma로 TiO2 박막을 처리하면서 소성시켰다. TiO2 표면을 cleaning하고 활성화함으로서 염료의 결합력을 향상시키는 것 외에 TiO2 내부의 oxygen vacancy를 변화를 관찰하였다. 실험에 사용한 박막은 glass 위에 FTO 박막을 입히고, 다공성 TiO2 나노입자 박막을 코팅하여 제조하였다(porous TiO2 나노입자(${\sim}12{\mu}m$)/FTO(Fluorine doped Tin oxide; $1{\mu}m$)/glass). 완성된 광전극에 대해서 XRD, XPS, EIS, FE-SEM 등을 이용하여 분석하였다. 또한 이렇게 전처리된 광전극을 사용한 DSSC를 제작하였다. 그리고 Solar-simulator를 통해 그 효율을 측정하여 '플라즈마환경에서 소성된 광전극에 대한 DSSC의 광변환효율에 미치는 효과'을 고찰하였다.

• 대한화학회지
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• 제55권2호
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• pp.279-282
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• 2011

염료감을 태양전지(DSSC)는 대체에너지 집적제로서 낮은 생산단가로 고에너지 전환 효과를 볼 수 있다. 친환경적이며 효과가 큰 무금속 염료감응제의 개발이 중요하다. 본 연구에서 유기 감광제로 6,6'-(1,2,5-oxadiazole-3,4-diyl)dipyridine-2,4-dicarboxylic acid(3A)을 합성하였다. 이 감광제를 사용하여 광전환효율(${\eta}$)이 1.00%를 달성함을 발견하였다. 같은 조건에서 루테늄착물(N719)은 4.02%의 광전환효율을 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권1호
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• pp.177-181
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• 2012

본 연구에서는 $TiO_2$ 필름에 그라핀나노시트(graphenenanosheet, GNS)의 양을 다르게 함으로써 형성한 전극을 이용하여 염료감응형 태양전지를 제작하였고 그 특성을 연구하였다. $TiO_2$-GNS 혼합물 전극은 단순한 혼합방식에 의하여 제작되었으며, N3를 염료로 사용하여 태양전지의 효율을 평가하였다. $TiO_2$-GNS 혼합물 전극을 사용한 염료감응형 태양전지의 전환효율은 GNS의 양에 의해 영향을 받았으며, $TiO_2$에 GNS를 0.01 wt% 혼합한 전극을 사용하여 제작한 염료감응형 태양전지가 가장 높은 효율인 5.73%를 나타내었다. 이는 GNS를 혼합하지 않은 전극을 사용한 태양전지보다 26% 높은 효율이었다. 이와 같은 효율 증가의 원인으로는 GNS 첨가에 의한 N3의 흡착량 증가, 전자 재결합(electron recombination)과 back transport reaction의 감소, 전자 수송의 증가로부터 기인한 것으로 생각된다. 본 연구에서 $TiO_2$(anatase)와 GNS의 존재는 Field-Emission Scanning Electron Microscopy를 통하여 확인하였으며, 흡착된 염료의 양은 자외선분광기(UV-vis Spectroscopy), 전자 재결합의 감소 및 전자 수송에 대한 분석은 전기화학적 임피던스분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy)을 이용하였다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2012년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.397-399
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• 2012

Dye-sensitized solar cells (DSSCs) have received considerable attention as the most promising candidates for renewable energy systems in recent years. Among these, organic dyes which have many advantages such as large absorption coefficients, customized molecular design for desired photophysical and photochemical properties, inexpensiveness and environment-friendliness, are suitable as photosensitizers for DSSCs. We have studied on the design and synthesis of two organic dyes (BECZ 1 and BECZ 2) with a 9-ethyl-9H-carbazole core for dye-sensitized solar cells (DSSCs). Two organic dyes comprised of two 9-ethyl-9H-carbazole moiety as electron-donor, two types of cyanoacrylic acid moiety acting as acceptor. In addition, n-ethyl unit introduced for increasing the solubility and the donating power. The obtained organic dyes were comprehensively characterized by NMR, GC-MS, FAB-MS and UV/Vis spectroscopies. DSSCs sensitized by the dyes BECZ1 and BECZ2 produced ${\eta}$ value 3.31% and a ${\eta}$ value 3.21%.

• 기계저널
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• 제52권5호
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• pp.35-39
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• 2012

이 글에서는 에너지 저장 및 변환 장치로 대표적인 리튬이온 이차전지 및 연료전지, 염료감응형 태양전지와 관련된 입자 기술과 연구개발 동향에 대해서 소개하고자 한다.

• 한국태양광발전학회지
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• 제3권1호
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• pp.25-32
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• 2017

• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.538-542
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• 2019

광 전환 효율에 관여하는 $TiO_2$와 같은 반도체 산화물은 염료 감응 태양전지(Dye-sensitized solar cell, DSSC)의 주요 요소이며, 효율을 개선하기 위해 서로 다른 반도체 산화물을 혼합하여 Pastes를 제조해 사용하는 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 $TiO_2-Nb_2O_5$ 혼합 반도체 산화물을 제조하여 염료 감응 태양전지의 특성을 분석하였다. 혼합 반도체 산화물이 광 전환 효율에 미치는 전기적인 특성을 분석하기 위해서 $Nb_2O_5$을 서로 다른 비율로 첨가하여 태양전지를 제작하였다. 이에 $Nb_2O_5$가 첨가됨에 따라 전해질과의 접촉에 의한 재결합 현상보다 전도성이 겅화되어 태양전지의 단락 전류, 개방전압, 변환 효율 등이 개선되는 것을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제22권1호
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• pp.26-30
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• 2011

염료 감응형 태양전지의 에너지 전환 효율을 향상시키고자 $TiO_2$에 $WO_3$을 첨가하여 광전극을 제조하고 그 전기화학적 특성 평가를 하였다. 또한 $WO_3$가 첨가된 $TiO_2$를 회쇄함으로써 회쇄 효과가 전지효율에 미치는 영향을 고찰하였다. I-V 곡선을 통하여 측정된 염료 감응형 태양전지의 효율은 $WO_3$ 첨가 및 회쇄 효과에 의하여 2.8에서 6.0%로 크게 증가하였다. 이와 같은 결과는 $TiO_2$의 전도대에서 전달되는 전자가 염료 및 전해질과 재결합되기 전에 $TiO_2$의 전도대보다 낮은 $WO_3$의 전도대를 통해 전달되기 때문에 전체 전류의 양이 증가되어 효율이 증가한 것으로 여겨진다. 또한, 임피던스 결과로부터 $TiO_2$/염료/전해질 계면의 저항 값이 감소하는 것을 확인하였다.