• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.310-310
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• 2010

Electronic and photovoltaic characteristics of two sensitizers (TA-BTD-CA and TA-BTD-St-CA), composed of a different $\pi$-conjugation in the linker group, have been investigated by theoretical and experimental methods. The electronic structure, transition dipole moment and oscillator strengths of two sensitizers have been scrutinized by using density functional theory (DFT) and time-dependent DFT (TD-DFT) method. The LUMO level and the oscillator strength of TA-BTD-St-CA was higher than that of TA-BTD-CA, which may facilitate the electron injection process as well as increase the absorption coefficient. The relative efficiencies of the electron injection from the excited sensitizer to nanocrystalline TiO2 and SnO2 films have also been investigated by nanosecond transient absorption spectroscopy. The relative electron injection efficiency of TA-BTD-St-CA exhibited similar injection efficiency for two different semiconductors. However, in the case of TA-BTD-CA sensitizer, electron injection into SnO2 was approximately three times larger than that into TiO2. This enhancement of electron injection of TA-BTD-CA for the SnO2 is due to the increment of the driving force caused by positive shift of conduction band of semiconductor, which was also confirmed from the investigation for the photovoltaic characteristics according to the electrolyte additive, such as LiI additive.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.75-75
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• 2011

Recently, dye-sensitized solar cell (DSSC) attracts great attention as a promising alternative to conventional silicon solar cells. One of the key components for the DSSC would be the nanocrystalline TiO2 electrode, and the control of interface between TiO2 and TCO is a highly important issue in improving the photovoltaic conversion efficiency. In this work, we applied various interfacial layers, and analyzed their effect in enhancing photovoltaic properties. In overall, introduction of interfacial layers increased both the Voc and Jsc, since the back-reaction of electrons from TCO to electrolyte could be blocked. First, several metal oxides with different band gaps and positions were employed as interfacial layer. SnO2, TiO2, and ZrO2 nanoparticles in the size of 3-5 nm have been synthesized. Among them, the interfacial layer of SnO2, which has lower flat-band potential than that of TiO2, exhibited the best performance in increasing the photovoltaic efficiency of DSSC. Second, long-range ordered cubic mesoporous TiO2 films, prepared by using triblock copolymer-templated sol-gel method via evaporation-induced self-assembly (EISA) process, were utilized as an interfacial layer. Mesoporous TiO2 films seem to be one of the best interfacial layers, due to their additional effect, improving the adhesion to TCO and showing an anti-reflective effect. Third, we handled the issues related to the optimum thickness of interfacial layers. It was also found that in fabricating DSSC at low temperature, the role of interfacial layer turned out to be a lot more important. The self-assembled interfacial layer fabricated at room temperature leads to the efficient transport of photo-injected electrons from TiO2 to TCO, as well as blocking the back-reaction from TCO to I3-. As a result, fill factor (FF) was remarkably increased, as well as increase in Voc and Jsc.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2009년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.92-97
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• 2009

It is more necessary to consider the various factors for developmenting visible PV module of alternative window than traditional PV module. It must have sufficient performance which is Tvis, daylighting, daylight factor, glare index. so that more needs to consider suitable plan and total evaluated technology. Under the this background. For using commonly a combination BIPV module system and Daylinghting that can alternative architectural window, our goal on this study is drawing proper window area ratio as the window by analyzing lighting performance and glare index depending on transmittance of DSSC. On this study, we drew the result about window area ratio that can apply in the building when applying DSSC in the window. In situation that window is alternated as curtain wall in atrium that has big Widow area, if applying red 15.8% DSSC of low transmittance, it is expect to proper because it is suitable illumination standard and doesn't occur a discomfort glare. In case of office, we propose to apply red 33.2% or blue 35.2% DSSC of high transmittance for no affecting lighting load. we expect to contribute to select proper and effective window when applying the window in the building by drawing the window area ratio that can apply in thee building depending on transmittance of DSSC and offering the glare index data.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권4호
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• pp.1605-1610
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• 2017

The electrochemical luminescence (ECL) device was investigated, which has similar structure to the dye-sensitized solar cell. The structure of the ECL cell in this experiment reliably induces a large amount of the oxidation around electrodes. The band gap of the ECL electrode is of 3.0 - 3.2 eV. Titanium dioxide ($TiO_2$) nanoparticle has following properties: a band gap of 3.4 eV, a low-priced material, and 002 preferred orientation (Z-axis). Zinc Oxide (ZnO) nanorod is easy to grow in a vertical direction. In this paper, in order to determine material suitable for the ECL device, the properties of various materials for electrodes of ECL devices such as ZnO nanorod (ZnO-NR) and $TiO_2$ nanoparticle ($TiO_2-NP$) were compared. The threshold voltage of the light emission of the ZnO-NR was 2.0 V which is lower than 2.5 V of $TiO_2-NP$. In the other hand, the luminance of $TiO_2-NP$ was $44.66cd/m^2$ and was higher than that of $34cd/m^2$ of ZnO-NR at the same applied voltage of 4 V. Based on the experimental results, we could conclude that $TiO_2-NP$ is a more suitable electrode material in ECL device than the ZnO-NR.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권2호
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• pp.65-71
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• 2016

본 연구에서는 나노 입자 적층 시스템(Nano Particle Deposition System, NPDS)을 이용하여 전기변색소자의 작동 전극을 적층하고 또한 염료 감응 태양전지의 반도체 층으로 사용되는 $TiO_2$층 및 전기변색소자의 이온 저장 층으로 사용되는 Antimony Tin Oxide(ATO) 층을 제작하였다. NPDS는 상온 건식 분말 적층법으로 노즐을 통하여 초음속으로 가속된 분말의 높은 에너지를 이용하여 기판에 적층하는 새로운 개념의 건식 적층 방법이다. 본 연구에서 코팅된 물질의 두께는 전기변색소자의 투과율에 영향을 끼치는데, 이는 표면 프로파일 측정법(surface profiling method)으로 측정하였으며, 적층된 $TiO_2$와 ATO 및 복합 층의 미세 구조를 확인하기 위해 SEM을 이용한 분석을 진행하였다. 한편 염료 감응 태양전지의 광 변환 효율은 솔라 시뮬레이터로 분석하였다. 또한 UV-visible spectrometer와 power source를 이용하여 630 nm 대역에서 전기 변색 소자가 갖는 투과도 변화와 낮은 전압에서의 작동 및 변색 횟수를 측정하였으며, 결과적으로 상기 과정을 거쳐 제작되고, 측정된 염료 감응 태양전지 - 전기 변색 통합 구조 소자를 자체 제작한 에너지 하베스팅 시스템과 연결하여 통합 구조 소자 내 태양전지의 전압 발생을 통해 자체 구동이 가능한 전기 변색 소자 시스템 제작에 성공하였다. NPDS를 통해 제작된 변색 소자의 경우, 최대 49%의 투과도 변화와 500회 작동에서 C-V curve를 유지함을 측정하여 성능과 내구성을 입증하였고, 통합 소자 내 태양 전지의 광 변환 효율은 최대 2.55%로 측정되었으며, 통합 소자 내 변색 소자의 경우 최대 26%의 투과도 변화를 보였다.

• 공업화학
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• 제21권4호
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• pp.405-410
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• 2010

P25와 Dyesol $TiO_2$ (Titanium dioxide)를 사용하여 두께와 소성 온도가 다른 전극을 제조하여 염료감응형 태양전지(Dye Sensitized Solar Cell, DSSC)를 제조한 후 광 변환 효율을 측정하였다. 소성 전 후의 $TiO_2$ 작업 전극의 두께 변화는 FE-SEM을 사용하여 시편의 cross section을 확인하여 비교하였다. 또한 상대전극인 Pt의 소성 온도에 따른 DSSC의 효율 변화도 측정하였다. P25를 활용한 DSSC는 doctor blade로 1층으로 도포 후, $500^{\circ}C$에서 30 min 동안 소성한 작업 전극(${\sim}20.4{\mu}m$)과 $350^{\circ}C$에서 30 min 동안 소성한 Pt 상대 전극으로 제조한 셀이 3.8%의 광효율을 나타내었다. Dyesol $TiO_2$를 활용하여 1층으로 도포 후, $500^{\circ}C$에서 30 min 동안 소성한 작업전극(${\sim}9.1\;{\mu}m$)과 $450^{\circ}C$에서 30 min 동안 소성한 Pt 상대 전극으로 제조한 셀이 5.8%의 광 효율을 나타냄을 알았다.

• 교육녹색환경연구
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• 제16권2호
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• pp.54-63
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• 2017

건물에너지 자립과 온실가스 배출 저감에 BIPV 역할이 증대되는 가운데 기존 결정계의 한계를 극복할 수 있는 DSC의 적용이 주목받고 있다. 특히 DSC의 다양한 색상과 투명성 그리고 방향에 무관한 작동성은 모듈의 다기능 복합재로서 BIPV폭을 크게 확장시킨다. 이에 사례조사 분석을 통해 DSC BIPV의 가능성을 살펴보고 그 활용성을 조망한다. 국 내외 각 3건씩의 사례 조사 분석을 통해 나타난 대부분의 DSC BIPV는 주로 창호와 차양 장치로 구현되고 있고 이는 DSC의 특성과 무관치 않다. 즉, 다양한 색상과 투명성의 모듈은 건물 외피디자인과 에너지 획득에 커다란 전환점을 마련하고 있는 것으로 파악된다. 한편으로는 적용모듈의 색상으로 인한 눈의 자극성이 존재하여 BIPV 창호적용에는 건물 및 실의 용도에 따른 색감 고려가 필수적이고 건물외피 적용을 위한 유연한 모듈개발의 경우 DSC BIPV는 상당히 기대되는 확산성을 가질 것이다.

• 한국재료학회지
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• 제26권8호
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• pp.401-405
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• 2016

The cobalt silicides were investigated for employment as a catalytic layer for a DSSC. Using an E-gun evaporation process, we prepared a sample of 100 nm-thick cobalt on a p-type Si (100) wafer. To form cobalt silicides, the samples were annealed at temperatures of $300^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, and $700^{\circ}C$ for 30 minutes in a vacuum. Four-point probe, XRD, FE-SEM, and CV analyses were used to determine the sheet resistance, phase, microstructure, and catalytic activity of the cobalt silicides. To confirm the corrosion stability, we also checked the microstructure change of the cobalt silicides after dipping into iodide electrolyte. Through the sheet resistance and XRD results, we determined that $Co_2Si$, CoSi, and $CoSi_2$ were formed successfully by annealing at $300^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, and $700^{\circ}C$, respectively. The microstructure analysis results showed that all the cobalt silicides were formed uniformly, and CoSi and $CoSi_2$ layers were very stable even after dipping in the iodide electrolyte. The CV result showed that CoSi and $CoSi_2$ exhibit catalytic activities 67 % and 54 % that of Pt. Our results for $Co_2Si$, CoSi, and $CoSi_2$ revealed that CoSi and $CoSi_2$ could be employed as catalyst for a DSSC.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1096_1097
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• 2009

Aluminium doped zinc oxide(ZnO:Al) thin film, which is mainly used as a transparent conducting electrode in electronic devices, has many advantages compared with conventional indium tin oxide(ITO). In this paper in order to investigate the possible application of ZnO:Al thin films as a transparent conducting electrode for flexible film-typed dye sensitized solar cell (FT-DSCs), ZnO:Al and ITO thin films were prepared on the polyethylene terephthalate (PET) substrate by r. f. magnetron sputtering method. Specially one-inched FT-DSCs using either a ZnO:Al or ITO electrode were also fabricated separately under the same manufacturing conditions. Some properties of both the FT-DSCs with ZnO:Al and ITO transparent electrodes, such as conversion efficiency, fill factor, and photocurrent were measured and compared with each other. The results showed that by doping the ZnO target with 2 wt% of $Al_2O_3$, the film deposited at discharge power of 200W resulted in the minimum resistivity of $2.2\times10^{-3}\Omega/cm$ and at ransmittance of 91.7%, which are comparable with those of commercially available ITO. Two types of FT-DSCs showed nearly the same tendency of I-V characteristics and the same value of conversion efficiencies. Efficiency of FT-DSCs using ZnO:Al electrode was around 2.6% and that of fabricated FT-DSCs using ITO was 2.5%. This means that ZnO:Al thin film can be used in FT-DSCs as a transparent conducting layer.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.381-381
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• 2009

염료감응형 태양전지의 효율 향상을 위한 다양한 방법들 중 $TiO_2$ 나노 파우더의 표면 개질 및 페이스트의 분산성 향상을 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 기존 나노 파우더의 표면 개질법으로는 액상 공정인 졸겔법이 있으나 표면 처리 공정에서의 응집현상은 아직 해결해야 할 과제 중 하나이다. 이에 본 연구에서는 진공증착방법인 ALD법을 이용하여 염료감응형 태양전지용 $TiO_2$ 나노 파우더의 $SiO_2$ 산화물 표면처리를 통한 분산특성을 파악하였다. 기존 ALD법의 경우 reactor의 온도가 $300{\sim}500^{\circ}C$ 정도의 고온에서 공정이 이루어졌지만 본 실험에서는 2차 아민계촉매(pyridine)을 사용하여 reactor의 온도를 $30^{\circ}C$정도의 저온공정에서 $SiO_2$ 산화물을 코팅을 하였다. MO source로는 액체상태의 TEOS$(Si(OC_2H_5)_4)$를, 반응가스로는 $H_2O$를 사용하였고, 불활성 기체인 Ar 가스는 purge 가스로 각각 사용 하였다. ALD 공정에 의해 표면처리 된 $TiO_2$ 나노 파우더의 분산특성은 각 공정 cycle에 따라 FESEM을 통하여 입자의 형상 및 분산성을 확인하였으며 입도 분석기를 통하여 부피의 변화 및 분산 특성을 확인하였다. 공정 cycle 이 증가함에 따라 입자간의 응집현상이 개선되는 것을 확인 할 수 있었으며, 100cycles에서 응집현상이 가장 많이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 표면 처리된 $SiO_2$ 산화막은 XRD를 통한 결정 분석 및 EDX를 통한 정성 분석을 통하여 확인하였다.