• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.471.1-471.1
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• 2014

염료감응형 태양전지(DSSC)는 다양한 태양전지 중, 가장 환경친화적이고, 생산단가도 낮을 뿐만 아니라 다양한 색상과 투광성을 확보할 수 있어 많은 연구가 진행되어왔다. 하지만 액체전해질을 사용하는 기존 염료감응형 태양전지는 높은 휘발성과 열 팽창 수축에 따른 전해질 누액의 문제점으로 인하여 최근에는 고체전해질을 이용한 염료감응형 태양전지의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 또한 기존 염료보다 높은 흡광계수와 넓은 흡수스펙트럼을 지닌 페로브스카이트가 개발되어 현재 많은 관심이 주목되고 있다. 본 연구에서는 $TiO_2$ 제조상의 중간생성물인 Metatitanic acid (MTA)를 이용하여 광전극을 형성하고 열처리 온도에 따른 나노입자의 소성거동평가을 평가하였고 시차열중량 분석, 결정상 확인을 하고 염료감응 태양전지에 적용하였다. MTA 나노입자를 Field Emission Transmission Electron Microscopy (FE-TEM), Barrett-Joyner-Halenda (BJH pore size distribution)과 Brunauer-Emmet-Teller (BET) 분석을 통해 소성거동을 평가하고, Thermogravimetry and differential thermal analysis (TG-DTA)를 통해 열중량 측정을 하였으며, X-ray Diffraction (XRD) 분석을 통해 결정상을 확인하였다. 또한 Fourier-transform infrared (FT-IR) spectroscopy를 통해 MTA 나노입자의 표면분석을 하였다. 형성된 MTA 광전극을 페로브스카이트 염료에 적용하여 5%의 효율을 달성하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.56.2-56.2
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• 2011

고효율 염료감응 태양전지를 제작하기 위해 Sol-gel법을 사용하여 $TiO_2$ 분말을 제조하였다. 제조 과정 중 다양한 양의 nitric acid를 첨가하여 pH를 조절하였다. Sol-gel법을 위한 출발 물질로 titanium (IV) isopropoxide(TTIP)와 DI water를 사용하였으며 nitric acid은 0, 0.05, 0.1, 0.15의 몰비(nitric acid/TTIP)로 첨가하였다. 첨가한 결과 pH는 $22^{\circ}C$에서 각각 5.52, 2.26, 1.68, 1.38이었다. 얻어진 $TiO_2$ 콜로이드 용액은 결정성 있는 분말로 제조 후 $5{\times}5[mm^2]$ 크기의 염료감응 태양전지를 제작하는데 사용 되였다. $TiO_2$의 결정구조 및 형태는 cell의 XRD와 FE-SEM으로 분석되었고 전기화학적 특성을 분석하기 위해 irradiation of AM 1.5 ($100mW/cm^2$) simulatedsunlight에서 I-V 곡선을 측정하였다. 측정 결과 몰비(nitric acid/TTIP) 0.05, pH가 2.26일 때 가장 우수한 효율 특성을 보였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.175-175
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• 2011

최근 석유 자원의 고갈로 인하여 요구되는 대체 에너지 개발의 필요성이 대두되고 있다. 그중 태양에너지는 지구의 생명체가 살아가는 에너지의 근원으로서 매초 800~1,000 W에 달하는 에너지양으로 볼 때 태양은 인류가 가장 풍부하게 활용할 수 있는 에너지원이다. 태양에너지를 이용한 염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cells, DSSCs)는 제조원가를 낮출 수 있고, 유리 전극을 이용한 투명한 태양전지를 제조할 수 있어 건물의 유리창등으로 응용할 수 있는 장점이있다. 이러한 광변환 효율을 증가시키기 위한 방법으로 전기방사 TiO2 Nanofiber를 기계적으로 갈아서 제조한 TiO2 Nanorod 와 TiO2 Nanoparticle를 섞어서 만든 paste를 이용하여 넓은 표면적과 빠른 전자수송도를 갖게 하였고, 흡착된 염료에서 발생되는 광전자가 전해질의 산화, 환원되는 요오드 이온(I-/I3-)과의 재결합(recombination)현상을 TiO2 전극 위에 높은 밴드갭(band-gap)을 가지는 Al2O3 박막을 TriMethylAluminium (TMA) 전구체를 이용한 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 공정을 사용하여 진공증착 통해 광전변환효율이 떨어지는 현상을 방지하여 효율을 높였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.161-161
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• 2011

Titanium (IV) dioxide (TiO2) is one of the most attractive d-block transition metal functional oxides. Many applications of TiO2 such as dye-sensitized solar cells and photocatalyst have been widely investigated. To utilize solar energy efficiently, TiO2 should be well-aligned with a high surface area and promote the charge separation as well as electron transport. Herein, the TiO2 nanotubes were successfully fabricated by a template-directed method. The electrospun PEO(Polyethylene oxide, Molecular weight, 400k)fibers were used as a soft template for coating with titanium dioxide using an atomic layer deposition (ALD) technique. The deposition was conducted onto a template at 50$^{\circ}C$ by using titaniumisopropoxide [Ti(OCH(CH3)2)4; TTIP] as precursors of TiO2. While the as-deposited TiO2 layers onto PEO fibers were completely amorphous with atomic layer deposition, the TiO2 layers after calcination at 500$^{\circ}C$ for 1 h were properly converted into polycrystalline nanostructured hallow TiO2 nanotube. The TiO2 nanotube with high surface area can be easily handled and reclaimed for use in future applications related to solar cell fabrications.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.366-366
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• 2011

이성분 산화물인 ZnO/$TiO_2$ core-shell 나노입자는 core-shell 구조의 특성과 이성분 산화물의 상호작용에 의해서 염료감응형 태양전지의 효율향상을 기대할 수 있다. Znic acetate($Zn_2(CH_3COO)$)와 Titanium(IV) butoxide($Ti(OBu)_4$)를 이용하여 ZnO 나노입자를 수열합성하고 그 주의에 $TiO_2$을 가수분해 반응을 이용하여 둘러싸는 core-shell형태의 물질을 합성하였다. 그 이후 결정성 및 유기물 제거를 위해서 4시간 동안 고온에서 소성하였다. SEM 결과에 따르면 소성 온도를 600도까지 증가시키면 ZnO의 경우 나노입자의 크기가 증가하는 경향을 확인하였다. 하지만 core-shell의 경우는 ZnO의 뭉침현상을 $TiO_2$이 방해하여 초기합성된 크기와 동일한 크기를 유지하는 것을 확인하였다. 또한 XRD 결과에 따르면 주변에 형성된 $TiO_2$ 이외에 $Zn_2TiO_4$의 spinel 구조를 가지는 물질이 합성되는 것을 확인할 수 있었다. 합성된 core-shell 구조의 나노입자는 약 40~50 nm의 크기를 가지고 600도에서 소성된 입자의 경우 산소 정공이 거의 없는 약 3 eV의 밴드갭을 가지는 물질로 합성이 되었다. Core-shell 나노입자의 경우 염료 감응형 태양전지의 반도체 물질로 응용 가능할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.36 no.1
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• pp.75-80
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• 1992

The electrochemical spectral sensitization of a $SnO_2$ electrode with eosin B, a Xanthene dye, has been studied in acetonitrile. Measurements of the photocurrent have been carried out in the presence of supersensitizers such as thiourea, 1-allyl-2-thiourea, NaSCN, and NaI. The magnitude of the supersensitized photocurrent was greater than that of the sensitized photocurrent for all of the supersensitizers studied. However, the long time span of irradiation causes a significant decrease of the supersensitized photocurrent as well as the absorbance. These results, together with infrared spectra and fluorescence spectra, are taken into account to elucidate the mechanism of photoreaction between eosin B and supersensitizers in acetonitrile.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.158-163
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• 2011

Recently, more attention has been paid to DSC(Dye-sensitized Solar Cell) with the potential of glazing applications. The aim of the study is to analyze thermal and electrical performance according to composition of glazing with DSC. For this study, the electrical and thermal performance of glazing with DSC modules were measured and their result were compared. The measurement were performed according to the KS L2525 and with a solar simulator of DSC modules. The result show that the U-value of the DSC double glazings with clear glass and low-e glass were 2.78 $W/m^2K$ and 1.70 $W/m^2K$, respectively. The electrical measurement indicated that the electrical efficiency of the DSC double glazings with clear glass and low-e glass decreaced by 9.9% and 13.3%, respectively, compared to the DSC medules electrical performance.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.28 no.12
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• pp.753-764
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• 2015

Among several types of energy saving smart window technologies, the leader, the dynamic EC (electrochromic) window one needs integrated PV (photovoltaics), to minimize expensive electrical wiring as well as to obviate the need for external energy. Self-powered smart windows were reviewed according to PV types used. DSSCs (dye sensitized solar cells) were found to be compatible with EC cells, to have several categories of next generation smart windows such as PECCs (photoelectrochromic cells), PVCCs (photovoltachromic cells), EC polymer PECCs. In addition silicon solar cells and third generation solar cells were investigated. They are summarized in a table showing their advantages and disadvantages respectively for a fast comparison. The strategy to expedite the commercialization of these next generation smart windows includes developing retrofit smart window coverings for use on flexible polymer substrates adhered to the inside surface of a window and easily replaced after use for upto 10 years.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• v.13 no.1
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• pp.48-57
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• 2013

This paper presents a power management system of the dye-sensitized solar cell (DSSC) for ubiquitous sensor network (USN) applications. The charge pump with a luminance-controlled oscillator regulates the load impedance of the DSSC to track the maximum power point (MPP) under various light intensities. The low drop-out regulator with a hysteresis comparator supplies intermittent power pulses that are wide enough for USN to communicate with a host transponder even under dim light conditions. With MPP tracking, approximately 50% more power is harvested over a wide range of light intensity. The power management system fabricated using $0.13{\mu}m$ CMOS technology works with DSSC to provide power pulses of $36{\mu}A$. The duration of pulses is almost constant around $80{\mu}s$ (6.5 nJ/pulse), while the pulse spacing is inversely proportional to the light intensity.

• Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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• 2008.10a
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• pp.205-210
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• 2008

Titanium-doped indium oxide (ITiO) films were prepared on soda-lime glass substrate using a magnetic null discharge (MND) sputter source. The ITiO thin films containing 10wt.% Ti showed the minimum resistivity of $\rho=5.5{\times}10^{-3}{\Omega}-cm$. The optical transmittance increases from 70% at 450 nm to 80% at 700 nm in visible spectrum. Photoelectron peaks for In 3d, Ti 2p, O 1s and C1s were detected for the ITiO film in the binding energy range of 0 to 1100 eV. The surface roughness of the sample showed a change from 10 nm to 50 nm. The ITiO film used for TCO layer of DSCs exhibited an energy conversion efficiency of about 3.8% at light intensity of 100 mW/$cm^2$.