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

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1430-1431
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• 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
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• v.25 no.8
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• pp.620-625
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• 2012

The sol-gel method has been widely used to synthesize the $TiO_2$ for dye sensitized solar cells and has advantages of easily fabrication process, controlling the $TiO_2$ phase and getting transparent thin-film composed of the $TiO_2$. In this paper, we synthesized the crystalline $TiO_2$ by sol-gel method controlled by the quantity ratio of Nitric acid and Ammonium hydroxide additives. The best efficiency result was obtained by 0.05 M Ammonium hydroxide and that results of Voc, Jsc, FF, and efficiency were 0.68 V, 3.28 mA/$cm_2$, 58.14 and 5.21%, respectively.

• Journal of Powder Materials
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• v.18 no.1
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• pp.56-63
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• 2011

Recently, $TiO_2$ nanotubes have considerably researched because of their novel application about photocatalysis, dye-sensitized solar cells (DSSCs), lithium ion battery, etc. In this work, self-standing $TiO_2$ nanotube arrays were fabricated by anodic oxidation method using pure Ti foil as a working electrode in ethylene glycole with 0.3M $NH_4F$ + $2%H_2O$. Growth behavior of $TiO_2$ nanotube arrays was compared according to temperature, voltage and time. The morphology, structure and crystalline of anodized $TiO_2$ nanotube arrays were observed by FE-SEM (field emission scanning electron microscope) and XRD (X-ray diffraction).

• 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.

• 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.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 Electrical Engineering and Technology
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• v.4 no.1
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• pp.93-97
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• 2009

The nanoporous $F:SnO_2$ materials have been prepared through the controlled hydrolysis of fluoro(2-methylbutan-2-oxy)di(pentan-2,4-dionato)tin followed by thermal treatment at $400-550^{\circ}C$. The main IR features include resonances at 660, 620 and 540 cm-1. From the TG-DTG result, three main mass losses of 6.5, 13.3 and 3.8 at 81, 289 and $490^{\circ}C$ are observed between 50 and $650^{\circ}C$ yielding a final residue of 76.0%. The size of Sn $O_2$ nanoparticles rose from 5 nm to 10-12 nm as the temperature of thermal treatment is increased from 400 to $550^{\circ}C$.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.138-139
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• 2007

In this paper, we have studied the optical properties of $TiO_2$ thin film by adding the additives of PEG, PEO and both of them. As a variable amount of additives was added into $TiO_2$, the transmittance of $TiO_2$ thin film was decreased. When the 20 wt% of additives mixed with PEG and PEO was added into $TiO_2$, the transmittance of $TiO_2$ thin film showed higher than that of 10 wt% of additives mixed with PEG and PEO. As a results, we could conclude that the additives makes pore in $TiO_2$ thin film and it improves the transmittance of $TiO_2$ thin film.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• v.10 no.3
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• pp.313-320
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• 2019

In this study, cobalt diselenide ($CoSe_2$) and the composites ($CoSe_2@RGO$) of $CoSe_2$ and reduced graphene oxide (RGO) were synthesized by a facile hydrothermal reaction using cobalt ions and selenide source with or without graphene oxide (GO). The formation of $CoSe_2@RGO$ composites was identified by analysis with X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Raman spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). Electrochemical analyses demonstrated that the $CoSe_2@RGO$ composites have excellent catalytic activity for the reduction of $I_3{^-}$, possibly indicating a synergetic effect of $CoSe_2$ and RGO. As a consequence, the $CoSe_2@RGO$ composites were applied as a counter electrode in DSSC for the reduction of redox couple electrolyte, and exhibiting the comparable power conversion efficiency (7.01%) to the rare metal platinum (Pt) based photovoltaic device (6.77%).