• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.119.2-119.2
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• 2011

Dye-sensitized solar cells (DSSC) are currently attracting wide spread academic and commercial interest for the conversion of sunlight into electricity because of their easy manufacturing process and high efficiency. The solar energy conversion efficiencies of DSSC are strongly dependent on dye molecules adsorbed on the TiO2 surface which used for photosensitization of sun light, since an excited state of dye could inject an electron into the conduction band of semiconductor. We have developed novel organic dyes which have phenothiazine moieties as an electron donor in their charge-transfer chromophore for application of DSSCs. We had synthesized a series of phenothiazine derivatives which have different wave length absorbing chromophore in the molecule with high molar extinction coefficient. The photovoltaic performance of DSSC composed of organic chromophores with broad wavelength absorption property were measured and evaluated by comparison with that of pristine ruthenium dye.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.439-439
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• 2011

기존의 고온에서 제작되는 TiO2 나노 입자를 이용한 염료감응형 태양전지를 저온에서 제작하기 위해 전자 이동층으로 ZnO 나노 입자를 사용하여, 저온($200^{\circ}C$)에서 염료감응태양전지(DSSC)를 제작하였다[1,2]. 상대전극(counter electrode)으로는 RF magnetron sputtering을 사용하여 ITO/glass위에 Pt를 증착하여 태양전지의 특성을 측정하였다. $180^{\circ}C$ 이상에서 hydropolymer가 증발되는 것을 이용하여, ZnO 나노입자와 hydropolymer 혼합한 paste 제작하여 소결 후 ZnO 나노입자 사이에 다공성을 생성시켜 Dye가 잘 침투하여 ZnO 나노입자 표면에 잘 흡착 되도록 하였다[3]. 20 nm 및 60 nm 크기의 ZnO 나노 입자를 사용하여 실험 해본 결과, 20 nm에 비하여 60 nm ZnO 나노입자의 경우 IPCE 값이 약 7% 정도로 높은 전환효율 값을 보였다. 60 nm ZnO 나노입자를 전자 수송층으로 사용한 DSSC 소자에서 단위면적당 흐르는 전류(Jsc), 전압 (Voc), fill factor (ff), 그리고 효율(${\eta}$)의 최대값은 4.93 mA/$cm^2$, 0.56V, 0.40, and 1.12%, 로 보였다.

• Clean Technology
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• v.19 no.1
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• pp.22-29
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• 2013

A comparison of photo-efficiency on dye-sensitized solar cells (DSCs) assembled by using $TiO_2$ materials with different structures and crystallite sizes were investigated in this study. The size and structure of $TiO_2$ have been controlled by pHs and calcination temperatures using solvothermal and sol-gel methods, respectively. Six types of $TiO_2$ samples are obtained; 8.9, 12.8, and 20.2 nm sized $TiO_2$ particles, and the other types using sol-gel method were anatase-rutile mixtures on the structure. The highest photo-efficiency which is remarkable result reached to 8.6% over DSC assembled by anatase $TiO_2$ with 20.2 nm particle size.

• Membrane Journal
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• v.20 no.1
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• pp.13-20
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• 2010

Using poly(ethylene oxide) (PEO) as a polymer host, poly(ethylene glycol) (PEG) as a plasticizer, potassium iodide and iodine as sources of $I^-/{I_3}^-$ PEO-PEG-KI/$I_2$ polymer gel electrolytes were prepared. Based on the polymer gel electrolytes, solid-state dye-sensitized solar cell(DSSC)s were fabricated. The content of PEG in the electrolyte was changed from 0 to 85%. The electrolyte showed self-supporting form through whole range of the PEG content. As the PEG content increased, the ionic conductivity and ${I_3}^-$ diffusivity increased and the light-to electrical energy conversion efficiency increased under irradiation of 100 $mWcm^{-2}$ simulated sunlight.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.54 no.2
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• pp.262-267
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• 2016

In this study, we present an excellent approach for easily and uniformly immobilizing Pt, Au and bimetallic PtAu nanoparticles (NPs) on a multi-walled carbon nanotube (MWNT)-coated layer through dry plasma reduction. The NPs are stably and uniformly immobilized on the surface of MWNTs and the nanohybrid materials are applied to counter electrode (CE) of dye-sensitized solar cells (DSCs). The electrochemical properties of CEs are examined through cyclic voltammogram, electrochemical impedance spectroscopy, and Tafel measurements. As a result, both electrochemical catalytic activity and electrical conductivity are highest for PtAu/MWNT electrode. The DSC employing PtAu/MWNT CE exhibits power conversion efficiency of 7.9%. The efficiency is better than those of devices with MWNT (2.6%), AuNP/MWNT (2.7%) and PtNP/MWNT (7.5%) CEs.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.355-355
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• 2007

염료감응형 태양전지(Dye-sensitized Solar Cell; DSSC)의 에너지 변환효율을 높이기 위해 유리분말을 첨가하여 빛의 분산특성 및 빛의 이용률을 높이고 있지 알아보자고 실험을 하였다. 저온소성용, 고온소성용 두 가지 유리 분말을 각각 첨가한 경우 TiO2 광전극 박막표면에 유리분말의 잔류로 인한 영향을 X-RD로 분석 하였고 박막의 입자들의 형상변화와 분포를 알아보기 위해 FE-SEM으로 관찰하였으며 유리분말의 첨가량 별 광전류-전압 곡선으로부터 최적의 첨가량을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.1
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• pp.177-181
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• 2012

Dye-sensitized solar cells(DSSCs) based on $TiO_2$ film photo anode incorporated with different amount of grapheme nanosheet(GNS) are fabricated and their photovoltaic performance are investigated. The $TiO_2$-GNS composite electrode has been prepared by a direct mixing method. The DSSC performance of this composite electrode was measured using N3 dye as a sensitizer. The performance of DSSCs using the $TiO_2$-GNS composite electrodes is dependent on the GNS loading in the electrodes. The results show that the DSSCs incorporating 0.01 wt% GNS in $TiO_2$photo anode demonstrates a maximum power conversion efficiency of 5.73%, 26% higher than that without GNS. The performance improvement is ascribed to increased N3 dye adsorption, the reduction of electron recombination and back transport reaction as well as enhancement of electron transport with the introduction of GNS. The presence of both $TiO_2$(anatase) and GNS has been confirmed by FieldEmission Scanning Electron Microscopy(FE-SEM). The decrease in recombination due to GNS in DSSCs has been investigated by the Electrochemical Impedance Spectroscopy.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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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.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.245-245
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• 2007

• Journal of the KSME
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• v.52 no.5
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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.