• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.335-335
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• 2007

염료감응형 태양전지(Dye-sensitized solar cells)용 페이스트의 제조시 바인더(binder)인 폴리에틸렌 글리콜(Polyethylene glycol; 이하 PEG)의 함량변화가 염료감응형 태양전지의 에너지 변환효율에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. PEG의 함량변화는 0-30wt%까지 변화시켰으며 그들의 표면이나 단면의 형상을 FE-SEM, AFM으로 관찰 하였고, PEG 함량변화에 따른 열적특성은 TG/DTA 결과로 조사하였다. PEG의 양이 0%에서 20wt%까지 첨가되었을 때 단락전류밀도(Isc: Short current density)는 증가되어 나타났고 PEG가 30wt%가 첨가되었을 때는 오히려 감소하는 것을 확인할 수 있으며 이것은 $TiO_2$ 입자간의 응집현상이 과도하게 진행되어 전자의 흐름을 방해한 것으로 판단된다. PEG의 함량이 20wt% 첨가되었을 때 개방전압 (Voc: Open circuit voltage)이 0.73V, 단락전류밀도는 $22.6mA/cm^2$, 필펙터는 0.55, 에너지변환효율은 9.1%로 최적의 바인더 함량을 나타내었다. 염료감응형 태양전지의 광전극 제조시 PEG 바인더의 함량 변화에 따라 일자간의 응징특성이나 기공도와 같은 표면형상, 그리고 에너지변환효율을 변화시킨다는 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.244.2-244.2
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• 2015

염료감응형 태양전지(DSSC)는 친환경성과 저렴한 제조공정이 장점으로 최근에 많은 관심을 받고 있다. 현재에는 DSSC를 다양한 반도체 나노입자를 염료에 흡착시키거나, 무반사 코팅등 광학적인 접근을 통해 효율을 증가시키려는 실험이 활발히 진행되고 있다. 다른 한편으로는 DSSC의 효율을 떨어뜨리지 않으면서 DSSC의 장점인 저렴한 제조단가를 더 줄이는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 DSSC의 재료물질 중 가장 비싼 편인 Pt 박막을 다른 물질로 대체하기 위해, 몇 가지 공정을 거쳐 추출한 carbon을 사용하였다. 전형적인 DSSC 제작을 위해, FTO glass와 TiO2, 액체전해질을 사용하였고, 제작된 carbon 물질을 solvent에 섞은 뒤 counter electrode에 닥터 블레이드 방식으로 바르고 열처리하였다. 제작된 carbon을 분석하기 위해서 scanning electron microscope (SEM)과 X-ray diffraction (XRD)를 사용하였으며, counter electrode에 carbon을 사용한 DSSC는 Pt 박막을 사용한 일반적인 DSSC와 비교하였을 시에 만족할 만한 효율을 보이는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.175-175
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• 2011

최근 석유 자원의 고갈로 인하여 요구되는 대체 에너지 개발의 필요성이 대두되고 있다. 그중 태양에너지는 지구의 생명체가 살아가는 에너지의 근원으로서 매초 800~1,000 W에 달하는 에너지양으로 볼 때 태양은 인류가 가장 풍부하게 활용할 수 있는 에너지원이다. 태양에너지를 이용한 염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cells, DSSCs)는 제조원가를 낮출 수 있고, 유리 전극을 이용한 투명한 태양전지를 제조할 수 있어 건물의 유리창등으로 응용할 수 있는 장점이있다. 이러한 광변환 효율을 증가시키기 위한 방법으로 전기방사 TiO2 Nanofiber를 기계적으로 갈아서 제조한 TiO2 Nanorod 와 TiO2 Nanoparticle를 섞어서 만든 paste를 이용하여 넓은 표면적과 빠른 전자수송도를 갖게 하였고, 흡착된 염료에서 발생되는 광전자가 전해질의 산화, 환원되는 요오드 이온(I-/I3-)과의 재결합(recombination)현상을 TiO2 전극 위에 높은 밴드갭(band-gap)을 가지는 Al2O3 박막을 TriMethylAluminium (TMA) 전구체를 이용한 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 공정을 사용하여 진공증착 통해 광전변환효율이 떨어지는 현상을 방지하여 효율을 높였다.

• Journal of IKEEE
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• v.23 no.1
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• pp.330-333
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• 2019

Various studies on dye-sensitized solar cells, which are cheaper to manufacture and have superior stability than silicon solar cells, are continuously conducted. In this study, the properties of dye-sensitized solar cells were studied using semiconductor oxides made by mixing $TiO_2$ and $Nb_2O_5$. By adding $Nb_2O_5$ in different proportions, the solar cell was made, and the surface area and electrical characteristics of this cell were measured. As $Nb_2O_5$ was added, the contact area of dye and electrolyte increased and the short-circuit current, open voltage, fill factor and conversion efficiency of dye-sensitized solar cells were confirmed to be improved.

• Journal of IKEEE
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• v.25 no.1
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• pp.128-132
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• 2021

In this paper, the surface of electrodes used in solar cells was roughened using wet etching method among surface texturing method, and after surface treatment, dye sensitive solar cell using TiO2 oxide semiconductor was produced. The surface spectroscopic properties of surface treated electrodes were analyzed according to etching time, and by evaluating the electrical properties of TiO2 dye-sensitized solar cells produced according to etching time, the study on improving the efficiency of solar cells according to surface treatment was conducted. As a result, solar cells that etched the electrode surface for 10 minutes could see an improvement of about 27.46[%] over their existing efficiency.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.18 no.4
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• pp.356-360
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• 2007

Recently, dye sensitized solar cells (DSSCs) composed of nanoporous $TiO_2$, light-sensitive dyes, electrolytes, and counter electrode have been received much attention. Nanostructured particles with higher surface area for the higher adsorption of Ru (II) dye are required to increase the quantity of light absorption. Also, it has been reported that the key factor to achieve high energy conversion efficiency in the photoelectrode of DSSC is the heat treatment of $TiO_2$ paste with acid addition. In this work, we investigated the influence of acid treatment of $TiO_2$ solar cell on the photovoltaic performance of DSSC. The working electrodes fabricated in this work were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), extended X-ray absorption fine structure (EXAFS), field emission scanning electron microscope (FE-SEM), and atomic force microscope (AFM). In addition, the influence of nanostructured photoelectrode fabricated with the acid-treated paste on the energy conversion efficiency was investigated on the basis of photocurrent-potential curves. It was found that the influence of acid-treated paste on the photovoltaic efficiency was significant.

• Journal of Bio-Environment Control
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• v.23 no.3
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• pp.221-228
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• 2014

In this study, we evaluated the efficiency of the dye-sensitized solar cell, through an analysis of the amount of energy and solar radiation according to the season. Solar array was installed next to a greenhouse in Gyeongsang National University (Latitude : N $35^{\circ}$ 9' 9.20", Longitude : E $128^{\circ}$ 5' 44.90", Altitude : 52 m), over a period of four months between August 2012 and February 2013, and solar radiation and generated electrical energy was measured and compared. The values was the greatest in October, showing that the vertical solar radiation on panel area was about 1,013.03MJ and the amount of generated power was about 4.87 kWh. The lowest values were obtained in November, showing that the vertical solar radiation on the panel area was about 755.25MJ and the amount of generated power was about 3.34 kWh. The average efficiency values were 3.12% in August, 2.60% in October, 2.39% in November, and 2.23% in February, respectively. Results of the study would be used as basic data when applying dye-sensitized solar cells to greenhouses in the future.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.20 no.2
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• pp.227-233
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• 2009

Recently, dye-sensitized solar cell (DSSC), one of the solar cells, has been widely investigated. Studies on DSSCs can be classified into 4 fields such as $TiO_2$ nanocrystalline materials, dyes, electrolytes and conductive plate. In this work, $TiO_2$ nanoparticles for dye adsorption were synthesized, and added into the photo-electrode paste with different phosphor types and contents. Then, the influence of phosphor additives on the conversion efficiency of DSSCs was investigated. It was found that the maximum conversion efficiency was 8.81% when 0.5% of YAG phospher having the particle size of 400 nm was used.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.68.1-68.1
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• 2010

염료감응형 태양전지에서 가능한 광전자의 이동경로에 대해 살펴보면 빛 에너지를 흡수한 루테늄계 염료는 기저상태에서 여기상태로 전이한 후 광전자의 반도체 전도띠로 전자주입이 이루어진다. 이러한 전자 중 일부는 반도체산화물의 트랩으로의 전이와 트랩에서 염료 기저상태로의 전이가 일어나고 일부 전자는 전해질의 이온종 또는 산화된 염료와 재결합하는 현상이 일어난다. 본 연구에서는 이러한 전자의 재결합을 막고자 p형 반도체인 NiO paste를 제작하여 $TiO_2$ 광전극 층 위에 코팅하였다. 코팅된 NiO 층은 홀수용체로서 염료에 전자를 제공해 주는 역할과 동시에 $TiO_2$ 가전도대로 이동되었던 전자들이 염료의 기저상태의 홀이나 전해질로의 전자 유입이 이루어지는 전자의 재결합을 막는 방벽의 역할을 동시에 하게 된다. 제작된 염료감응형 태양전지 셀의 에너지 변환효율 특성을 알아보기 위하여 1000 W Xe Arc Lamp와 Air Mass 1.5, filter가 장착된 Thermo-Preal (USA) Solar simulator system을 사용하여 개방전압 (Voc), 광전류 (Isc), fill factor (FF), 에너지변환 효율 (${\eta}$)을 조사하였으며 광학현미경을 통해 염료의 흡착 정도를 비교해 보았다. NiO의 코팅 두께나 NiO 나노입자 크기에 따라 염료감응형태양전지에서 에너지변환효율에 미치는 영향을 조사하였다. NiO가 코팅되지 않은 $TiO_2$ 광전극과 비교해 볼 때 NiO 코팅시 Voc와 Isc의 증가로 인해 에너지변환효율이 20% 이상 향상되는 것을 볼 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.262-262
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• 2014

$TiO_2$는 다공성 물질로써 많은 염료를 흡착할 수 있고 염료감응형 태양전지에서 전자의 이동 통로가 된다. $TiO_2$ 전극을 사용하였을 때 효율이 얼마나 되는지를 Solar simulator의 데이터 값을 통해 확인할 수 있다.