바나듐 산화물은 반도성-금속성으로 상전이 하는 CTR특성의 대표적인 산화물로 상전이 온도인 68$^{\circ}C$에서 저항의 급변 특성을 보인다. 여기에 Fe, Ni, Mo, Ti, W과 같은 금속성 산화물을 첨가함에 따라 상전이온도를 움직일 수 있다. 그중 $WO_3$를 첨가함으로써 상전이온도를 상온까지 낮출 수 있다. Inorgnic sol-gel 법에 의해 바나듐-텅스텐 sol을 제조 하였으며, 제조된 sol을 기판에 코팅한 후 환원분위기에서 열처리 하여 막을 얻었다. 온도-저항 특성 측정 결과 순수 바나듐 막은 상전이 온도는 68$^{\circ}C$ 전기저항 감소폭은 $10^4$order 이였으나 바나듐-텅스텐막의 상전이 온도는 38$^{\circ}C$, 전기저항 감소폭은 $10_{15}$order 로 감소함을 확인 하였다.
We studied the electrochromic properties of hydrated amorphous ruthenium oxide ($RuO_2{\cdot}xH_2O$) thin films using in-situ Raman spectroscopy during electrochemical charging/discharging cycles. We have found that the principal effect of hydrogen insertion into $RuO_2{\cdot}xH_2O$ is reduction of $Ru^{4+}\;to\;Ru^{3+}$, and not formation of new bonds involving hydrogen. We compared the changes in the Raman spectrum of a gasochromic $Pd/RuO_2{\cdot}xH_2O$ film as it is exposed to hydrogen gas with that of electrochemical hydrogen insertion. We tested the changes in the optical transmission of the $Pd/RuO_2{\cdot}xH_2O$ film when exposed to hydrogen gas.
실리콘 박막 태양전지는 광 흡수층에서 형성된 정공과 전자를 효과적으로 분리하기 위해 p형과 n형으로 도핑된 층을 형성하는 p-i-n구조를 갖게 된다. 이러한 도핑 층을 형성하기 위해 B2H6와 PH3와 같은 독성 가스를 사용하기 때문에, 공정 안정성과 환경적인 이슈가 대두된다. 또한 도핑은 추가적으로 실리콘 박막 태양전지의 안정화 효율을 지속적으로 저하시키는 요인이 된다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여, 창층으로 MoO3, V2O5, WO3 등과 같이 높은 일함수를 갖는 전이금속 산화물을 사용하고, 광 흡수층으로 i-Si:H을, 후면 전극으로 낮은 일함수를 나타내는 LiF/Al을 사용하였다. 전이금속 산화물과 LiF/Al의 큰 일함수 차이에 의해서 흡수층인 i-Si:H 에서 생성된 캐리어들은 효과적으로 분리되고 수집이 된다. 금속 산화물은 스퍼터링 공정에 의하여 이루어졌으며, 스퍼터링 공정조건에 따라 산화도가 조절되며, 이러한 산화도에 따라 태양전지의 셀 특성이 결정된다. 도핑 층이 없는 새로운 형태의 실리콘 박막 태양전지는 기존 비정질 실리콘 박막 태양전지에 비해 높은 안정화 효율을 나타내며, 이는 도핑 층이 없기 때문에 기존 실리콘 박막 태양전지의 열화현상에 따른 효율저하가 발생하지 않는 장점을 지내고 있다.
Park, Heesun;Kim, Jongmin;Jung, Young Hee;Kim, Yeong Il
대한화학회지
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제61권2호
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pp.57-64
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2017
Monoclinic $VO_2(M)$ nanoparticles codoped with 1.5 at. % W and 2.9 at. % Mg were synthesized by the hydrothermal treatment and post-thermal transformation method of $V_2O_5-H_2C_2O_4-H_2O$ with $Na_2WO_4$ and $Mg(NO_3)_2$. The composite thin film of the W/Mg-codoped $VO_2(M)$ with a commercial acrylic block copolymer was also prepared on PET substrate by wet-coating method. The reversible phase transition characteristics of the codoped $VO_2(M)$ nanoparticles and the composite film were investigated from DSC, resistivity and Vis-NIR transmittance measurements compared with the undoped and Wdoped $VO_2(M)$ samples. Mg-codoping into W-doped $VO_2(M)$ nanoparticles synergistically enhanced the transition characteristics by increasing the sharpness of transition while the transition temperature ($T_c$) lowered by W-doping was maintained. The codoped composite film showed the prominently enhanced NIR switching efficiency compared to only W-doped $VO_2(M)$ film with a lowered $T_c$.
$WO_3$, $SiO_2$, and $TiO_2$ films with hydrophilic property are deposited by rf-magnetron sputtering. Their wettability is strongly depends on the presence or absence of the oxygen plasma etching on the glass substrates. The $TiO_2$ film of 50 nm-thick on the plasma etched glass shows a water contact angle (WCA) below $5^{\circ}$ which means a super-hydrophilic surface. However, WCA values are gradually degraded when the films are exposed under atmosphere, especially $WO_3$. In order to improve hydrophilic property, the degraded films can be again recovered by UV illumination for 10 sec using UV-light and the $TiO_2$ film shows a super-hydrophilic surface about $3^{\circ}$.
본 연구에서는 W-IPA(peroxo-polytungstic acid)를 출발 물질로 하는 졸 용액을 ITO(indium tin oxide)가 입혀진 유리판 위에 침적 도포(dip-coating) 방법으로 침적시키고, 이것을 겔화시킨 후에 열처리하여 전기 발색 소자 (electrochromic device, ECD)의 텅스텐 산화물 박막 전극을 만들어 이의 전기화학적인 특성을 고찰하였다. 가장 좋은 전기 화학적 특성을 나타내는 조건은 $2g/10mL(W-IPA/H_2O)$졸 용액에 15회 침적 도포하여 $230{\sim}240^{\circ}C$의 온도로 최종 열처리 한 텅스텐 산화물 박막 전극이었으며, 침적 횟수의 증가에 따라 산화 텅스텐 박막의 두께는 비례하여 증가하였고, 5회 침적 도포 이후에는 1회 침적 도포시 약 $60{\AA}$ 두께로 막이 생성됨을 알 수 있었다. 졸-겔법으로 제조된 텅스텐 산화물 박막 전극은 X-선 회절 분석에 의하여 비정질 구조, 주사 전자 현미경에 의하여 박막 표면은 균일한 것으로 조사되었다. 다중 순환 전류-전위 주사법에 의하여 작성된 전류-전위 곡선에 의하면 순환 횟수가 수백회 이상임에도 불구하고 소 발색은 뚜렷하게 나타났으나, 더욱 많은 순환 횟수에서는 전해질인 황산 수용액 중에서 텅스텐 산화물 박막의 박리 현상이 일어나 소 발색의 전류 밀도는 차츰 감소하였다. 전위 주사 속도를 변화시키면서 순환 전류-전위 주사법에 의하여 작성된 전류-전위 곡선으로부터 구한 전기화학적 특성 값을 이용하여 반응에 참여하는 수소 이온의 확산 계수를 구할 수 있었다.
전기적 착색 텅스텐산화물 박막이 전자비임 증착법에 의해 제작되었다. 전자비임에 의한 막의 퇴화에 미치는 영향이 논의되었다. 진공도 $10^{-4}$mbar에서 제작된 막이 사이클 내 구성 시험에 의한 결과, 가장 안정하였다. 황산 수용액에서 막의 퇴화는 진공도에 의존함을 보였다. 막두께는 산화와 환원전류 그리고 광학적 특성에 큰 영향을 미쳤다. 박막들 중에서 두께 5,000$\AA$의 시료가 사이클에 의한 내구성이 가정 안정하였다. 착색과 탈색이 반복되는 동안에 막의 퇴화의 근원은 막속에 이온의 누적 때문이며, 이로인해 산화와 환원전류가 감 소하였다. 티타늄의 양이 약10~15mol% 함유된 텅스텐산화물 박막은 착색과 탈색사이클이 반복되는 동안 최소한의 퇴화가 일어나서 가정 안정하였다. 사이클이 반복되는 동안 최소한 의 막 퇴화의 주 원인은 막속에 리튬이온의 포획위치 개수의 감소에 있었으며 이로인해 막 의 내구성이 증가하였다.
Kim, Ji-Won;Kim, Hee-Sung;Yu, Kook-Hyun;Fujishima, Akira;Kim, Young-Soon
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제31권10호
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pp.2849-2853
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2010
A method to improve the photocatalytic activity of titanium dioxide by modification with a sensitizer and a metal oxide is proposed. To achieve this goal, we used metal oxides as dopants. In particular, $CaWO_4$ and $Gd_2O_2S$:Tb were used because their 2.6 eV and 2.2 eV band gap energy and optical properties have a large positive effect on photocatalysis. The improvement in the photocatalytic activity of $TiO_2$ modified with $Gd_2O_2S$:Tb under ultraviolet light irradiation is described in a previous study. The present work focuses on the sensitization of metal oxide-modified $TiO_2$. Having observed the ultraviolet-visible absorption spectra of 3,4,9,10-Perylenetetracarboxylic diimide in the wide visible-light region from 400 nm to 650 nm and the broad peaks in its photoluminescence spectra at 695 nm and 717 nm, we decided to use this perylene dye to sensitize modified $TiO_2$ to enhance its activity as a visible-light harvesting photocatalyst. We also explored the positive effects thin-film surface changes stemming from ultraviolet pre-treatment have on photocatalytic activity. Finally, we subjected several metal oxide-modified $TiO_2$ products sensitized by the perylene dye to ultraviolet pre-treatment, obtaining the most active photocatalysts.
Due to their excellent catalytic activity with respect to methanol oxidation on platinum at low temperature, platinum nanosized catalysts have been a topic of great interest for use in direct methanol fuel cells (DMFCs). Since pure platinum is readily poisoned by CO, a by-product of methanol electrooxidation, and is extremely expensive, a number of efforts to design and characterize Pt-based alloy nanosized catalysts or Pt nanophase-support composites have been attempted in order to reduce or relieve the CO poisoning effect. In this review paper, we summarize these efforts based upon our recent research results. The Pt-based nanocatalysts were designed by chemical synthesis and thin-film technology, and were characterized by a variety of analyses. According to bifunctional mechanism, it was concluded that good alloy formation with $2^{nd}$ metal (e.g., Ru) as well as the metallic state and optimum portion of Ru element in the anode catalyst contribute to an enhanced catalytic activity for methanol electrooxidation. In addition, we found that the modified electronic properties of platinum in Pt alloy electrodes as well as the surface and bulk structure of Pt alloys with a proper composition could be attributed to a higher catalytic activity for methanol electooxdation. Proton conducting contribution of nanosized electrocatalysts should also be considered to be excellent in methanol electrooxidation (Spillover effect). Finally, we confirmed the ensemble effect, which combined all above effects, in Pt-based nanocatalsyts especially, such as PtRuRhNi and $PtRuWO_{3}$, contribute to an enhanced catalytic activity.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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