$TiO_2$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.
전기수력학적 분무를 이용한 액적 미립화 기술은 나노사이즈의 액적 형성, 쿨롱 반발력에 의한 균일한 액적 형성, 그리고 향상된 액적 타겟팅을 가능하게 한다. 따라서 이를 이용하여 매우 균일한 박막 코팅이 가능하다. 이러한 점에 힘입어 현재 진공 공정으로 제작되고 있는 CIGS태양전지의 광흡수층을 비진공 공정중 하나인 전기수력학적 미립화를 이용하여 실험하였다. Ethanol-based 의 CIGS나노 입자를 포함하는 콜로이드 상태의 전구체를 이용하여 적절히 가열된 몰리브덴 배면 전극위에 적용하였다. 미립화한 액적은 접지된 몰리브덴 층에 부착되는 즉시 증발하여 CIGS입자를 남긴다. 여기서 가장 중요하게 다루어야 할 조건은 기판의 온도, 인가 전압, 전구체의 유량이다. 분사 모드는 Cone-jet을 적용하였으며 5~15kV의 인가 전압에서 1ml/hr내외의 유량을 공급하여 3분 이내에 적절한 광흡수층 두께인 1마이크론 내외에 도달할 수 있다. 이와같은 조건으로 형성된 박막층에 관한 SEM image를 통해 다른 비진공 코팅 방식과 비교하였다.
한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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pp.274-274
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2006
Recently, conjugated polymer solar cells have attracted a great deal of attention. In this work, we applied the various scanning probe techniques to characterize composite materials typically used to fabricate polymer solar cells: poly-3(hexylthiophene) (P3HT) and [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM) and P3HT/PCBM/Au nanoparticle (NP) samples. The latter is studied due to the idea of using the gold NP surface plasmon to enhance the optical absorption of the composite films. AFM is used to characterize the film morphology whereas conducting AFM is used to study the charge transport properties at the nanoscale. We found that there is a direct correlation between the nanoscale charge transport measurements and the device efficiencies.
In this study, we report a general method for preparation of a one-dimensional (1D) arrangement of Au nanoparticles on single-walled carbon nanotubes (SWNTs) using biologically programmed peptides as structure-guiding 1D templates. The peptides were designed by the combination of glutamic acid (E), glycine (G), and phenylalanine (F) amino acids; peptides efficiently debundled and exfoliated the SWNTs for stability of the dispersion and guided the growth of the array of Au nanoparticles in a controllable manner. Moreover, we demonstrated the superior ability of 1D nanohybrids as flexible, transparent, and conducting materials. The highly stable dispersion of 1D nanohybrids in aqueous solution enabled the fabrication of flexible, transparent, and conductive nanohybrid films using vacuum filtration, resulting in good optical and electrical properties.
Indium tin oxide (In:$SnO_2$) nanoparticles were synthesized employing a sol-gel combustion method followed by annealing. The TG, XRD, XPS and SEM results of the precursor powders and calcinated In:$SnO_2$ nanoparticles were investigated. Crystal structures were examined by powder XRD, and those results show shaper intensity peak at $25.6^{\circ}$ ($2{\theta}$) of $SnO_2$ by increased annealing temperature. A particle morphology and size was examined by SEM, and the size of the nanoparticles was found to be in the range of 20~30nm. In:$SnO_2$ films could controlled by nanoparticle material at various annealing temperature. The sol-gel combustion method was offered simple and effective route for the synthesis of In:$SnO_2$ nanoparticles.
Copper is a promising electronic material due to low cost and high electrical conductivity. However, the oxidation problem in an ambient condition makes a crucial issue in practical applications. In here, we developed a simple and cost-effective Cu patterning method on a flexible PET film by combining a solution processable Cu nanoparticle patterning and a low temperature post-processing using acetic acid treatment, laser sintering process and acid-assisted laser sintering process. Acid-assisted laser sintering processed Cu electrode showed superior characteristics in electrical, mechanical and chemical stability over other post-processing methods. Finally, the Cu electrode was applied to the flexible electronics applications such as flexible and transparent heaters and touch screen panels.
본 논문에서는 GDI 엔진의 냉각수 온도에 따른 연소 및 배출가스 특성을 연구하였다. 엔진에서 나오는 입자상 물질의 수와 크기 분포는 DMS-500 장비로 측정하였다. 배기포트 에 장착된 CLD-400 과 HFR-400 을 통해 NOx 및 THC 의 배출 특성을 연소주기 별로 측정하였다. 결과적으로 낮은 냉각수온에서 5~10 nm 의 입자상 물질이 크게 증가하는 특성을 보였다. THC 또한 낮은 냉각수온에서 증가하는 특성을 보였는데 이는 연소실 내 연료의 액막현상 때문이다. 그리고 NOx 는 높은 냉각수온에서 감소하는 특성을 보였는데 이는 내부 EGR 이 증가하기 때문이다. 결론적으로 THC 와 NOx 그리고 입자상 물질의 배출을 줄이기 위해서는 냉각수온을 빠르게 올리는 EMS 변수 설정 필요하다.
본 연구에서는 Poly(vinylidene fluoride) (PVDF) 필름 제작 과정 중 마이크로웨이브 처리 과정을 도입하여 β 결정성 향상에 어떠한 영향을 미치는지 분석하였다. 또한, 나노 입자 보강제로써 금속산화물인 TiO2를 혼합하여 PVDF 복합재료 필름을 만들어, 전기적 음성도 차이로 인한 반데르발스 힘을 통해 β 결정 형성을 추가적으로 향상시키려고하였다. FTIR과 XRD 분석을통하여해당필름시편들에대해결정화도(Crystallinity) 및결정성(Crystalline)을 분석하였다. 이러한 분석 결과를 바탕으로, 용매 증발 과정 중 마이크로웨이브 처리 과정이 PVDF 필름의 결정화도를 높여주는 것을 확인하였고, 추가적인 연신(Stretching) 공정을 통해 α 결정에서 β 결정 변화(Crystalline phase change)가 발생함으로써 결과적으로 더 많은 β 결정성을 나타내었다. 그리고 금속산화물을 넣은 PVDF 복합재료 필름이 Neat PVDF 필름보다 상대적으로 더 높은 β 결정성을 나타내는 것을 확인하였다.
We investigated a pH sensor using an Indium tin oxide (ITO) nanoparticle (NP) film printed on a flexible substrate. First, the printing precision and mechanical stability of the ITO-printed film were investigated. In particular, the factors that influence the crystallinity of ITO films were studied using X-ray diffraction pattern analysis. The response of the ITO pH sensor was calibrated using a series of standard pH solutions (pH 3-11). The pH values of various specimens were measured using an ITO pH sensor, and the results were compared with those of various pH measurement methods. As a result of the experiment, the maximum error was approximately ± 0.04 pH (0.4 %) at pH 9, which indicated that the ITO pH sensor is highly suitable for pH measurement. Finally, we used the ITO pH sensor to the measure of general specimens such as solvents and beverages and compared the results in comparison with those obtained from several conventional methods.
Indium Tin Oxide (ITO) has been used widely for transparent conducting thin films. In this work, the feasibility of a laser sintering process to fabricate ITO thin films on flexible substrates is examined. Nanoparticles of ~10 nm were spin coated on a Si wafer and then sintered by a KrF excimer laser. The sintered structure was characterized by scanning electron microscopy. Polycrystalline structures were fabricated by the process without thermally damaging the substrate. The electrical resistivity of the film was reduced to ~ 1/1000 of the initial value. This work demonstrates that nanosecond laser sintering of ITO particles can be a useful tool to fabricate ITO films on various flexible substrates.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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