• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.306-313
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• 2014

나노다공성 $TiO_2$ 필름은 주로 염료감응형 태양전지의 작동전극으로 사용된다. 지금까지 염료감응형 태양전지의 광전환효율을 높이기 위해 $TiO_2$ 나노구조체에 대한 다양한 연구가 시도되어왔다. 본 연구에서는 수열합성법을 이용하여 FTO glass 위에 루타일 $TiO_2$ 나노로드를 수직적으로 성장시켰고 그 위에 아나타제 $TiO_2$ 필름을 재 합성하였다. 이 새로운 방법은 아나타제 $TiO_2$ 합성시 요구되는 시드층 합성단계를 피할 수 있었다. 밀집한 아나타제 $TiO_2$ 층은 전자생성층으로써 고안되었고 시드층 대신 합성된 루타일 $TiO_2$ 나노로드는 생성된 전자들이 FTO glass로 이동하는 통로역할을 하게 되었다. 전자이동률을 증진시키기 위해 루타일 나노로드에 $TiCl_4$ 수용액을 이용하여 표면 처리하였고 열처리 후 표면 위에 얇은 아나타제 $TiO_2$ 필름을 형성시켰다. 합성된 루타일-아나타제 $TiO_2$ 구조체의 두께는 $4.5-5.0{\mu}m$이고 셀 테스트 결과 3.94%의 광전환효율을 얻게 되었다. 이는 루타일 $TiO_2$ 나노로드 전극과 비교했을 때 광전환효율이 상당히 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.646-651
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• 2018

최근 태양전지의 Donor/Acceptor 계면에 그래핀 양자점을 완충 층으로 삽입하여 광 전환 효율을 향상시킨 많은 연구 결과들이 보고되었다. 그래핀 양자점은 그래핀 단일 층이 여러 겹 쌓여서 구성된 수 나노미터 크기의 물질로, 양자 제한 효과에 의한 밴드갭 조절이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 하지만 대부분의 그래핀 양자점을 활용한 연구에서 레이저 분쇄나 수열 처리 등과 같은 복잡하고 접근성이 떨어지는 용액 공정들이 박막 형성에 사용되고 있다. 본 연구에서는 Indium tin oxide(ITO)/$TiO_2$/Poly(3-hexylthiophene)(P3HT)/Al 구조로 구성된 태양전지의 Donor/Acceptor 계면에 그래핀 양자점을 단순한 초음파 처리를 통해 용매에 분산시켜 박막 공정에 사용하였음에도 불구하고, 단락 전류를 $1.26{\times}10^{-5}A/cm^2$에서 $7.46{\times}10^{-5}A/cm^2$으로, 곡선인자(Fill factor)를 0.27에서 0.42로 향상된 결과를 확인하였다. 이러한 결과를 트랜지스터 구조의 소자를 활용한 전기적 성질 확인과 순환 전압-전류법을 통한 에너지 레벨 분석 및 가시광 흡수 스펙트럼 분석 등을 통하여 고찰하였다. 본 연구 결과를 통해 그래핀 양자점 용액 공정이 복잡한 처리 공정 없이도, 보다 폭넓게 활용 가능할 것으로 예상된다.

• 디자인학연구
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• 제19권4호
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• pp.175-186
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• 2006

21세기는 화석연료 자원의 고갈과 더불어 자동차의 배기가스로 인한 환경오염 문제의 심각성이 더욱 심화되어 화석연료를 대신할 수 있는 대체에너지 개발에 선진국을 비롯한 각 국에서 연구가 진행되고 있다. 제천은 주변에 많은 문화재 단지와 역사문화 유적지를 갖고 있다. 뿐만 아니라 다양한 문화 행사도 주최하고 있어 관광자원도 고루 갖추었다고 할 수 있다. 그러나 제천을 비롯하여 주변의 관광지들을 연계할 수 있는 교통수단이 미비하고 일반적이어서 특별한 교통수단을 개발할 경우 또 다른 관광자원으로서의 역할이 기대된다. 제천지역의 특성화를 위한 친환경운송수단 교통시스템의 설정을 위해 이론적 배경으로 제천지역의 특성을 조사하였다. 방향설정을 위해 기존의 성공적인 사례연구를 통해 교통시스템을 연구하였다. 또한 친환경 에너지원을 사용하는 운송수단인 태양열자동차, 연료전지자동차, 하이브리드 카, 전기자동차, 천연가스 자동차 등의 내용, 방식, 구조 및 장 단점 등을 연구 조사하였다. 연구조사를 바탕으로 제천지역에 적합한 친환경운송수단의 가능한 방향을 세 가지로 제안하였다. 제안된 안을 각 계 전문가들의 자문을 통해 비교 검토한 후 가장 적합한 교통시스템, 자동차 에너지원 및 차량형식, 승차인원과 차량제원 등을 결정하였다. 결정된 방향으로 자동차디자인 프로세스에 따라 디자인 안을 도출하고자 하였다. 제천과 주변지역을 연계하고 청정지역의 이미지를 살릴 수 있도록 친환경 에너지원을 사용하는 교통수단의 특별한 익스테리어디자인을 제천시청과 충북도청에 제안하므로 제천을 관광특성화 할 셔틀버스의 디자인비즈니스를 개발하고자 하였다.