• 한국재료학회지
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• 제31권1호
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• pp.16-22
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• 2021

In this study, quantum dot-sensitized solar cells (QDSSC) using CdSe/ZnS quantum dots (QD) of various sizes with green, yellow, and red colors are developed. Quantum dots, depending their different sizes, have advantages of absorbing light of various wavelengths. This absorption of light of various wavelengths increases the photocurrent production of solar cells. The absorption and emission peaks and excellent photochemical properties of the synthesized quantum dots are confirmed through UV-visible and photoluminescence (PL) analysis. In TEM analysis, the average sizes of individual green, yellow, and red quantum dots are shown to be 5 nm, 6 nm, and 8 nm. The J-V curves of QDSSC for one type of QD show a current density of 1.7 mA/㎠ and an open-circuit voltage of 0.49 V, while QDSSC using three type of QDs shows improved electrical characteristics of 5.52 mA/㎠ and 0.52 V. As a result, the photoelectric conversion efficiency of QDSSC using one type of QD is as low as 0.53 %, but QDSSC using three type of QDs has a measured efficiency of 1.4 %.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권2호
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• pp.411-414
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• 2013

In order to enhance the photovoltaic property of the CdS/CdSe co-sensitized quantum dot sensitized solar cells (QDSSCs), the surface of nanoporous $TiO_2$ photoanode was modified by ultrathin $Al_2O_3$ layer before the deposition of quantum dots (QDs). The $Al_2O_3$ layer, dip-coated by 0.10 M Al precursor solution, exhibited the optimized performance in blocking the back-reaction of the photo-injected electrons from $TiO_2$ conduction band (CB) to polysulfide electrolyte. Transient photocurrent spectra revealed that the electron lifetime (${\tau}_e$) increased significantly by introducing the ultrathin $Al_2O_3$ layer on $TiO_2$ surface, whereas the electron diffusion coefficient ($D_e$) was not varied. As a result, the $V_{oc}$ increased from 0.487 to 0.545 V, without appreciable change in short circuit current ($J_{sc}$), thus inducing the enhancement of photovoltaic conversion efficiency (${\eta}$) from 3.01% to 3.38%.

• 청정기술
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• 제16권4호
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• pp.292-296
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• 2010

황화납(PbS)을 감응물질로 하는 양자점 감응형 태양전지를 제작하고 효율을 측정해 보았다. 기판에 산화아연(ZnO) 나노선을 기른 후 SILAR(Successive ionic layer adsorption and reaction)법으로 PbS 양자점을 합성하고 이를 주사전자현미경(SEM), X-선 회절(XRD)을 통해 확인하였다. SILAR를 통해서 형성된 나노이종구조는 PbS 나노입자들이 ZnO 나노선 위에 균일하게 성장한 것을 확인할 수 있었다. 본 실험에서 PbS을 이용한 양자점 감응형 태양전지의 최고 효율은 one sun에서 0.075%로 나타났으며, 이는 기존의 다른 감응 물질에 비해 비교적 낮은 효율을 나타내었다. 이러한 요인으로는 i) ZnO와 PbS의 밴드갭 배열이 Type-I 형을 이룰 수 있는 가능성, ii) 다양한 크기의 밴드갭을 가지는 PbS에 의한 전자이동 방해 효과, iii) 전해질에 의한 PbS의 안정성 저하 등의 이유를 생각해 볼 수 있으며, 이를 해결하기 위해서는 PbS의 크기분포 조절과 새로운 전해질에 대한 연구가 향후 필요할 것으로 생각된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.672-672
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• 2013

본 연구에서는 수열합성법을 기반으로 한 3차원 ZnO 나노구조의 합성을 통해 효율적인 양자점 감응형 태양전지로의 응용을 하고 그 특성을 평가하였다. 기존의 1차원 ZnO 나노구조의 경우 높은 전자이동도와 구조적으로 얻을 수 있는 방향성 있는 전자의 효율적인 전달을 통해 효과적인 광전극으로 많은 관심을 받아왔다. 하지만 나노파티클 기반의 필름에 비해 표면적이 크게 떨어지기 때문에 효과적인 흡광이 어렵다는 단점이 존재하여 높은 효율특성을 내지는 못하였다. 본 연구에서는 이러한 단점을 극복하면서 기존 ZnO 나노선의 장점을 극대화 하기 위해 성장시킨 ZnO 나노선 위에 추가적으로 가지를 형성하여 표면적 향상과 효과적인 전자전달 특성을 얻고자 하였다. 3차원 ZnO 나노구조는citrate 계열의 capping agent의 첨가를 통한 수열 합성법을 통해 1차원의 ZnO 나노선 위에 nanosheet 형식의 가지를 형성하였고 이는 빛의 효과적인 산란특성 및 표면적 향상을 통한 CdS, CdSe의 양자점 증착량을 증가시키는 효과를 얻을 수 있었다. 이러한 태양전지의 소자 특성은 SEM, TEM을 통한 구조 특성평가 및 DRS, J-V curve 및 IPCE를 통한 광학적 특성평가를 통해 확인하였다.