• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권4호
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• pp.85-90
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• 2017

페로브스카이트 태양전지의 전자수송층(ETL)인 다공성 $TiO_2$에 $TiCl_4$를 흡착시켜 FTO 전극과 광활성층의 직접 접촉을 방지하고, 페로브스카이트 광활성층과 $TiO_2:TiCl_4$ 전자수송층 간의 전자 이동을 쉽게 함으로써 소자의 광전변환 효율을 높이고자 했다. 제작한 페로브스카이트 태양전지의 구조는 FTO/$TiO_2:TiCl_4$/Perovskite($CH_3NH_3PbI_3$)/spiro-OMeTAD/Ag이다. $TiCl_4$ 수용액에 다공성 $TiO_2$를 침지하는 시간을 변화시켜 제작한 소자의 광전기적 특성에 미치는 영향을 비교 평가하였다. $TiO_2:TiCl_4$ 전자수송층을 갖는 페로브스카이트 태양전지의 광전변환효율은 $TiCl_4$ 수용액에 $TiO_2$ 전자수송층을 30분 동안 침지하여 제작한 소자에서 가장 높은 10.46%를 얻었으며, 이는 $TiO_2$만의 전자수송층을 갖는 소자에 비해 27% 향상되었다. SEM, EDS, XPS 측정으로 $TiCl_4$ 흡착으로 인한 $TiO_2$ 층의 다공성 감소와 Cl 성분의 검출, 페로브스카이트 광활성층의 큐브형 모폴로지와 $PbI_2$ 피크의 이동을 관찰하였으며, $TiO_2:TiCl_4$ 층과 페로브스카이트 광활성층이 형성되었음을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제26권1호
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• pp.7-12
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• 2020

란탄족 이온이 도핑된 Ti-SBA-15 촉매를 수열합성법으로 제조하였다. 또한 이들의 특성을 X선 회절기(X-ray diffraction, XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), Diffuse reflectance spectroscopy (DRS), 가스흡착법(Brunauer-Emmett-Teller, BET) 및 Photoluminescence spectrometer (PL) 등을 이용하여 조사하였고, 이 촉매를 사용하여 자외선 조사하에서 메틸렌블루에 대한 광분해 반응성을 조사하였다. 란탄족 이온이 도핑과 무관하게 Ti-SBA-15 촉매는 메조동공체 구조를 유지하고 있으며, 란탄족 이온이 치환됨에 따라 기공의 크기와 기공의 부피가 줄어들었으며 표면적은 오히려 증가하였다. 란탄족 이온의 도핑과 무관하게 전체적으로 IV형의 흡착등온선과 H2형 히스테리시스를 보여주고 있으나, 란탄족 이온이 도핑되면 히스테리시스의 크기가 커지는 것을 볼 수 있다. 란탄족 이온의 도핑과 무관하게 가시광 영역에서의 흡수밴드는 나타나지 않으며 220 nm에서 다소 폭이 넓은 흡수피크가 나타나고 있다. 이것은 SBA-15 골격 내에 Ti가 존재한다는 것을 의미하고 있다. 메틸렌블루의 광분해 반응에서 Pr 이온을 첨가 시킨 것이 가장 높은 광촉매 활성을 보여주었으며, Er, Eu 및 Nd 등의 란탄족 이온이 치환되면 순수한 Ti-SBA-15 촉매보다 오히려 활성이 떨어진 것을 볼 수 있다. 모든 촉매들은 410 nm 부근에서 강하고 넓은 PL 흡수밴드가 나타났으며, 이 피크의 세기가 커질수록 광분해 활성이 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2008년도 제34회 동계학술대회 초록집
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• pp.241-241
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• 2008

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권11호
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• pp.3183-3184
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• 2013

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권10호
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• pp.2895-2900
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• 2014

We fabricated quantum dot-sensitized solar cells (QDSSCs) using cadmium sulfide (CdS) and cadmium telluride (CdTe) quantum dots (QDs) as sensitizers. A spin coated $TiO_2$ nanoparticle (NP) film on tin-doped indium oxide glass and sputtered Au on fluorine-doped tin oxide glass were used as photo-anode and counter electrode, respectively. CdS QDs were deposited onto the mesoporous $TiO_2$ layer by a successive ionic layer adsorption and reaction method. Pre-synthesized CdTe QDs were deposited onto a layer of CdS QDs using a direct adsorption technique. CdS/CdTe QDSSCs had high light harvesting ability compared with CdS or CdTe QDSSCs. QDSSCs incorporating single-walled carbon nanotubes (SWNTs), sprayed onto the substrate before deposition of the next layer or mixed with $TiO_2$ NPs, mostly exhibited enhanced photo cell efficiency compared with the pristine cell. In particular, a maximum rate increase of 24% was obtained with the solar cell containing a $TiO_2$ layer mixed with SWNTs.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.408.2-409
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• 2016

Theoretically, the dye-sensitized solar cells (DSSCs) are high efficiency solar cells. However DSSCs have low power conversion efficiency (PCE) than silicon based solar cells. In this study, we use the phosphor materials, such as $Y_2O_3:Eu$ (Red), $Zn_2SiO_4:Mn$ (Green), $BaMgAl_{14}O_{23}:Eu$ (Blue), to enhance the PCE of DSSCs. Three phosphors were prepared and used as an effective scattering layer on the transparent $TiO_2$ with doctor blade method. We confirmed that the three scattering layers improve the PCE and Jsc due to the light harvesting enhancement via increased the scattering and absorbance in visible range. Under the sun illumination AM 1.5 conditions, the PCE of the mesoporous $TiO_2$ based DSSCs is 5.18 %. The PCE of the DSSCs with Y2O3:Eu, $Zn_2SiO_4:Mn$ and $BaMgAl_{14}O_{23}:Eu$ as scattering layer were enhanced to 5.66 %, 5.72% and 5.82%, respectably. In order to compare the optical properties change, DSSCs were measured by EQE, reflectance and PCE. At the same time, FE-SEM and XRD were used to confirm the structural changes of each layer.

• Membrane and Water Treatment
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• 제6권3호
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• pp.251-262
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• 2015

In this work the preparation and characterization of a membrane containing a uniform mesoporous Titanium oxide top layer on a porous stainless steel substrate has been studied. The 316 L stainless steel substrate was prepared by powder metallurgy technique and modified by soaking-rolling and fast drying method. The mesoporous titania membrane was fabricated via the sol-gel method. Morphological studies were performed on both supported and unsupported membranes using scanning electron microscope (SEM) and field emission scanning microscope (FESEM). The membranes were also characterized using X-ray diffraction (XRD) and $N_2$-adsorption / desorption measurement (BET analyses). It was revealed that a defect-free anatase membrane with a thickness of $1.6{\mu}m$ and 4.3 nm average pore size can be produced. In order to evaluate the performance of the supported membrane, single-gas permeation experiments were carried out at room temperature with nitrogen gas. The permeability coefficient of the fabricated membrane was $4{\times}10^{-8}\;lit\;s^{-1}\;Pa^{-1}\;cm^{-1}$.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.217-217
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• 2011

Recently, demand for thermally stable metal nanoparticles suitable for chemical reactions at high temperatures has increased to the point to require a solution to nanoparticle coalescence. Thermal stability of metal nanoparticles can be achieved by adopting core-shell models and encapsulating supported metal nanoparticles with mesoporous oxides [1,2]. However, to understand the role of metal-support interactions on catalytic activity and for surface analysis of complex structures, we developed a novel catalyst design by coating an ultra-thin layer of titania on Pt supported silica ($SiO_2/Pt@TiO_2$). This structure provides higher metal dispersion (~52% Pt/silica), high thermal stability (~600$^{\circ}C$) and maximization of the interaction between Pt and titania. The high thermal stability of $SiO_2/Pt@TiO_2$ enabled the investigation of CO oxidation studies at high temperatures, including ignition behavior, which is otherwise not possible on bare Pt nanoparticles due to sintering [3]. It was found that this hybrid catalyst exhibited a lower activation energy for CO oxidation because of the metal-support interaction. The concept of an ultra-thin active metal oxide coating on supported nanoparticles opens-up new avenues for synthesis of various hybrid nanocatalysts with combinations of different metals and oxides to investigate important model reactions at high-temperatures and in industrial reactions.

• 한국재료학회지
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• 제29권3호
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• pp.183-188
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• 2019

Flexible dye-sensitized solar cells using binder free $TiO_2$ paste for low temperature sintering are developed. In this paste a small amount of titanium gel is added to a paste of $TiO_2$ nanoparticle. Analysis of titanium gel paste prepared at $150^{\circ}C$ shows that it has a pure anatase phase in XRD and mesoporous structure in SEM. The formation of the titanium gel 1-2 nm coated layer is confirmed by comparing the TEM image analysis of the titanium gel paste and the pristine paste. This coating layer improves the excited electron transfer and electrical contact between particles. The J-V curves of the organic binder DSSCs fabricated at $150^{\circ}C$ shows a current density of $0.12mA/cm^2$ and an open-circuit voltage of 0.47 V, while the titanium gel DSSCs improves electrical characteristics to $5.04mA/cm^2$ and 0.74 V. As a result, the photoelectric conversion efficiency of the organic binder DSSC prepared at low temperature is as low as 0.02 %, but the titanium gel paste DSSCs has a measured effciency of 2.76 %.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권2호
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• pp.179-186
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• 2006

$TiO_2$를 나노튜브(nanotube)와 나노입자(nanoparticle)의 두 가지 형태로 제조하여 닥터 브레이드 방법과 $450^{\circ}C$에서의 소결 공정을 통하여 다공성막으로 제조하였다. 이 다공성막을 작용물질로 사용하여 염료감응형 태양전지를 제조하고 그 특성을 조사하였다. $TiO_2$ 나노입자는 수소화 티탄염 나노튜브를 $180^{\circ}C$에서 24시간 동안 가수열분해 처리함으로써 합성하였다. 이 $TiO_2$ 나노입자를 다공성막으로 사용하여 제작한 염료감응형 태양전지의 에너지 효율(${\eta}$)은 8.07％이며, 개방전압(open-circuit potential, $V_{OC}$), 단락전류(short-circuit current, $I_{SC}$)와 fill factor(FF) 값은 각각 0.81 V, $18.29mV/cm^2$와 66.95％이었다. 나노튜브 $TiO_2$를 제조할 경우에는 NaOH 용액의 농도를 3M과 5M로 변화시켰다. 그 결과 3M NaOH 용액에서 합성된 나노튜브 $TiO_2$를 다공성막으로 사용하여 제작된 염료감응형 태양전지의 에너지 효율(${\eta}$)은 6.19％이었으며, $V_{OC}$, $IV_{SC}$와 FF 값은 각각 0.77 V, $12.41mV/cm^2$와 64.49％이었다. 반면에 5 M NaOH에서는 전자이동성이 좋지 않아 효율이 4.09％로 감소하였다. 본 연구 결과 가수열분해법에 의해 제조한 $TiO_2$ 나노입자로 제조한 염료감응형 태양전지의 효율이 가장 높았다.