• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.08a
• /
• pp.396-396
• /
• 2012

$TiO_2$ anatase nanotube arrays (NTAs) were grown by electrochemical anodization and followed annealing of Ti foil. Ethylene glycol/$NH_4F$-based organic electrolyte was used for electrolyte solution and using second anodization process to obtain free-standing NTAs. After obtaining NTAs, ITO film was deposited by sputtering process on bottom of NTAs. UV-curable NOA was used for attach free-standing NTAs on flexible plastic substrate (PEN). Solid state electrolyte (spiro-OMeTAD) was coated via spin-coating method on top of attached NTAs. Ag was deposited as a counter electrode. Under AM 1.5 simulated sunlight, optical characteristics of devices were investigated. In order to use flexible polymer substrate, processes have to be conducted at low temperature. In case of $TiO_2$ nano particles (NPs), however, crystallization of NPs at high temperature above $450^{\circ}C$ is required. Because NTAs were conducted high temperature annealing process before NTAs transfer to PEN, it is favorable for using PEN as flexible substrate. Fabricated flexible solid-state DSSCs make possible the preventing of liquid electrolyte corrosion and leakage, various application.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2015.08a
• /
• pp.258.2-258.2
• /
• 2015

염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cells; DSSC)는 공정비용과 재료가 저렴하여 차세대 태양전지로 각광받고 있다. 특히 투명한 재료를 사용하므로 flexible한 기판을 이용하여 그 적용범위가 넓다. DSSC는 상부전극인 FTO와 전해질의 접촉으로 인해 일부 FTO의 전자가 외부로 나가지 못하고 산화환원 반응에 의해 도로 전해질로 들어갈 확률이 있다. 이로 인해 효율 감소문제를 야기 할 수 있다. 이를 해결하기 위해 FTO위에 여러 물질들을 증착하거나 코팅 등의 많은 연구가 이루어져 왔다. ZnO를 DSSC로 적용한 연구는 많이 이루어졌지만 대부분 공정이 Chemical Vapor Deposition (CVD)으로 진행 되어왔다. 본 연구에서는 FTO위에 ZnO를 진공 공정에 비해 저렴하고 간단한 spin-coating으로 blocking layer를 형성하였다. 그 후 염료에서 여기 된 전자를 FTO로 전달해 주는 역할을 하는 TiO2를 doctor blade방법으로 형성하였다. ZnO는 TiO2하고 전도대와 가전자대의 에너지 준위 차이가 거의 없고, ZnO의 전자 이동도가 TiO2보다 높기 때문에 FTO로 전자를 큰 저항 없이 전달 할 수 있다. 또한 투과율이 좋아 염료까지의 빛의 투과성도 뛰어나다. ZnO blocking layer를 형성하여 FTO에서 전해질로의 전자이동을 막아주는 역할을 하여 DSSC의 performance 향상을 확인하였다. Field Emission Scanning Electron Microscope(FE-SEM)을 통해 FTO/ZnO/TiO2의 계면 및 두께를 확인하였고. DSSC의 특성 분석을 위해 I-V curve, Power conversion efficiency, Impedance spectroscopy를 측정 하였다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
• /
• v.13 no.1
• /
• pp.1-9
• /
• 2010

We are presenting an overview of a R&D trend on dye-sensitized solar cells and organic polymer solar cells, which are classified into a next-generation solar cell, and the perspective on their hybridization technology. When considering the competition with inorganic material-base solar cells, especially, these next-generation solar cells need a new hybridization technology, even though it is still at the initial stage. The fusion and hybridization of them will be not only attractive in a new application, but also promising to expect significant progresses in the near future for successful R&D.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.7 no.s1
• /
• pp.20-24
• /
• 1998

Photploymer films are widely used in printing and electronic industries, and their usage is expanding to encompass holography, data storage and data processing, optical waveguides and compact disks, etc. One of widely used photoplymerization initiator, 20chloro-hexaarylbiimidazole (o-Cl-HABI), is studied by laser flash photolysis in dichloromethane solution in the absence and presence of the visible light photosensitizing dye, 2, 5-bis[(2, 3, 6, 7 -tetrahydro- 1H, 5H -benzo [i, j,] quinolizin -1-yl) methylene]-cyclopenta-none, (JAW). In the presence of JAW, an increase in triarylimidazolyl radicals L.formation is observed in relative to the absence of JAW. The mechanism of this photosensitizing dissociation is concluded as the dissociation of the o-Cl-HABI radical anion formed by the electron transfer from excited singlet state of JAW to o-Cl-HABI. The observed formation of L.radicals exhibits a linear dependence on o-Cl-HABI concentration. The rate constant of electron transfer obtained from this dependence is equal to (1.0$\pm$0.2) x $10^9 M^{-1}s^{-1}$. No reaction between the excited triplet state of JAW and o-Cl-HABI is found.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2011.07a
• /
• pp.1509-1510
• /
• 2011

염료 감응형 태양전지 동작에 있어 상대전극 표면에서 전해질의 산화, 환원 반응이 일어나기 위한 촉매의 역할이 중요하며 그 중 Pt는 촉매로써 널리 쓰이는 물질이다. Pt 도포 방식은 sputtering, Pt paste를 이용한 doctor blade, Pt solution을 이용한 spin coating 등 여러 가지가 있으며 제작 조건에 따라 그 특성도 다르게 된다. 따라서 본 연구에서는 Pt solution의 열처리에서 온도를 달리하여 그에 따른 특성을 알아보자 하였다. 그 결과 Pt solution 소성온도가 $400^{\circ}C$일 때, 가장 적절한 Pt층이 형성되기 때문에 산화, 환원반응이 활발하게 되어 높은 효율(6.8%)의 DSC 특성을 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2011.07a
• /
• pp.1507-1508
• /
• 2011

본 논문에서는 전기장이 염료감응형 태양전지 광전극의 산화반도체($TiO_2$)에 미치는 영향에 대해 설명하고 DSC의 효율과 밀접한 관련이 있는 산화반도체의 결정구조 개선에 초점을 맞추어 효율을 향상시키고자 하였다. DSC의 광전극 제조에서 FTO 기판에 doctor-blade 방법을 통해 $TiO_2$ paste 도포 한 후 소성 직전 전기장을 인가하여 입자의 결정화를 돕는다. 이때 인가 전압과 전압을 인가하는 시간을 변화시키면서 실험하였다. 그 후 $450^{\circ}C$에서 30분 동안 소성하였다. FE-SEM으로 $TiO_2$의 형태를 보고 전기장이 $TiO_2$ 결정화에 미치는 영향을 확인하였고, current-voltage 특성 분석을 통해 에너지 변환 효율과 각 요소들을 비교하였다. UV-vis spectrophotometer, EIS 측정으로 각 DSC의 광 흡수율과 $TiO_2$/염료/전해질 영역에서의 저항을 분석하였다. 그 결과 전기장이 가해진 $TiO_2$의 결정이 더 잘 배열된 것을 확인하였고, 그로인해 에너지 변환 효율이 7.09%에서 8.65%로 증가한 것을 알 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2011.07a
• /
• pp.1461-1462
• /
• 2011

In this paper, in order to obtain the excellent transparent conducting film with low resistivity and high optical transmittance for dye sensitized solar cell, ITiO thin films were deposited on Corning glass substrate by rf magnetron sputtering method. The effects of the discharge power and gas pressure on the electrical and optical properties were investigated experimentally. Particularly in order to lower the electrical resistivity, the effect of heat treatment and bias voltage on the morphological properties of ITiO thin film were also studied and discussed. The concentration ratio (%) for In, Ti, and O was 27 : 2 : 42. The electrical resistivity of $2{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ and 90% of optical transmittance were obtained under the conditions of 5mTorr of gas pressure, 300W of discharge power, $300^{\circ}C$ of substrate temperature.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2011.07a
• /
• pp.1471-1472
• /
• 2011

최근 경재적인 한계를 드러내고 있는 실리콘 태양전지의 대안으로 주목받고 있는 염료감응형 태양전지는 식물의 광합성 원리에 기초하여 빛이 입사하면 염료 분자가 포톤을 흡수해 여기하면서 전자를 방출함으로써 기전력을 발생시키는 원리로 동작한다. 염료에서 발생된 전자는 $TiO_2$의 conduction band로 주입되어 확산을 통해 TCO 기판으로 이동한다. 이때 다공성 나노구조의 $TiO_2$ 표면과 전해질의 접촉이 발생하게 되고 이로 인해 $TiO_2$ conduction band의 전자와 전해질의 $I_3{^-}$ 간의 재결합이 발생하게 되는데 이것은 DSC의 기능을 저하시키는 요인 중의 하나이다. 이러한 문제점은 $Al_2O_3$, ZnO, MgO, $BaTiO_2$ 등의 표면처리에 의한 core-shell 나노구조를 형성함으로써 해결할 수 있다. 본 연구에서는 aluminum isopropoxidee와 magnesium chloride 혼합 용액을 사용하여 core-shell 나노구조를 형성하여 셀을 제작하고, 완성된 셀의 출력특성과 내부 임피던스의 변화를 측정, 분석함으로써 단일 용액을 사용하였을 때에 비해 효과적인 재결합 감소와 광전압의 상승효과를 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2011.07a
• /
• pp.1430-1431
• /
• 2011

To develope the transparent conducting oxide(TCO) films is one of the essential technologies to improve various properties of electro-optical devices such as dye-sensitized solar cells(DSCs). ITiO thin film is considered one of the candidates as TCO electrodes of DSCs because it shows many advantages such as the high transparency in long wavelength range above 700nm and excellent properties of electrical necking between nanoporous TiO2 and ITiO transparent electrode. This paper presents the effect of sputtering processes on the structural, electrical and optical properties of ITiO thin film deposited by r.f. magnetron sputtering. The effect of doping concentration of Ti on the chemical compounds and C axis-orientation properties of were mainly studied experimentally. The morphology and electrical properties were greatly influenced by deposition processes, especially by the doping concentration of Ti. The $3.8{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ of minimum volume resistivity were obtained under the experimental conditions of gas pressure 7mTorr, substrate temperature $300^{\circ}C$, and 2.5% of Ti doping concentration.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
• /
• v.24 no.5
• /
• pp.355-358
• /
• 2011

As a II-IV compound semiconductor, ZnO has a wide band gap of 3.37 eV with transparent properties. Due to this transparent properties, ZnO materials can be also employed as the transparent conducting electrode materials. Recently, rapid progress has been made in the field of DSSC (dye sensitized solar cell)area. Therefore, strong demands have been required for the transparent electrodes with low temperature processing and cheap cost. In this paper, we will prepare ZnO thick films on the PET substrates for the electrode applications. We will investigate the structural and microstructure properties through the XRD, and SEM analysis, respectively. Also, we will study the electrical of specimens to apply the conducting electrode.