• Advances in nano research
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• 제5권3호
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• pp.203-214
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• 2017

In this study we present the reaction mechanism of $Cu_2ZnSnSe_4$ (CZTSe) nanoparticles synthesized by microwave-assisted chemical synthesis. We performed reactions every 10 minutes in order to identify different phases during quaternary CZTSe formation. The powder samples were analyzed by x-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and transmission electron microscopy (TEM). The results showed that in the first minutes copper phases are predominant, then copper and tin secondary phases react to form ternary phase. The quaternary phase is formed at 50 minutes while ternary and secondary phases are consumed. At 60 minutes pure quaternary CZTSe phase is present. After 60 minutes the quaternary phase decomposes in the previous ternary and secondary phases, which indicates that 60 minutes is ideal reaction time. The EDS analysis of pure quaternary nanocrystals (CZTSe) showed stoichiometric relations similar to the reported research in the literature, which falls in the range of Cu/(Zn+Sn): 0.8-1.0, Zn/Sn: 1.0-1.20. In conclusion, the evolution pathway of CZTSe synthesized by this novel method is similar to other synthesis methods reported before. Nanoparticles synthesized in this study present desirable properties in order to use them in solar cell and photoelectrochemical cell applications.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.85-92
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• 2021

태양에너지를 활용하여 전력을 생산하는 시스템인 Solar water battery는 광전기화학전지와 에너지저장시스템을 결합한 것으로 추가적인 외부 전압 없이 태양에너지의 전환과 저장을 동시에 할 수 있다. Solar water battery는 광전극, 저장전극 그리고 상대전극으로 구성되어 있고, 이들의 선택과 조합은 시스템의 성능과 효율에 있어 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 Solar water battery의 구성요소들을 변화시켜 시스템에 미치는 영향을 알고자 하였다. 상대전극이 방전 시 미치는 영향, 광전극과 저장전극의 전극 재료, 전해질의 종류에 따른 태양에너지 전환 효율과 저장 용량에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 이들의 최적화된 구성(TiO2 : NaFe-PB : Pt foil)에서 15시간동안의 광조사 후의 방전 용량이 72.393 mAh g-1으로 시스템 구성 조건에 따라 광전환/저장 효율이 크게 영향을 받음을 확인 할 수 있었다. 또한, 유기 오염물질을 광전극 반응조내 전해질에 첨가하여 광전하를 효율적으로 분리시킴으로써 광전류 증가시켰으며, 이로 인해 저장용량이 향상되고, 동시에 오염물질도 분해시킬 수 있음을 확인하였다. 이처럼 Solar water battery는 추가적인 외부 전압이 필요없는 새로운 친환경 태양에너지 전환/저장 시스템이며, 나아가 수처리에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.60.1-60.1
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• 2010

Chemically functionalized plant oils such as acrylated epoxidized soybean oil (AESO) and maleinized acrylated epoxidized soybean oil (MAESO) were used as new bio-based binders for $TiO_2$ electrodes of dye-sensitized solar cells (DSSC). More porous networks and larger porosities were fabricated on the $TiO_2$ films using plant oil binders due to the larger number of functionalities, in comparison with the film using polyethylene glycol (PEG). The charge-transfer resistance in the $TiO_2$ films was considerably shrunk due to the reduced impurity states. The short circuit photocurrent (Isc) and the open circuit photovoltage (Voc) of the cell using plant oil binders increased and the conversion efficiency improved significantly.

• 분석과학
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• 제9권1호
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• pp.62-71
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• 1996

광전기화학쎌을 사용하여 염료 감응법으로 태양에너지의 전기적 에너지 전환효율을 극대화하고자 하였다. 초감응제 thiourea를 포함하는 rose bengal 감응 광전류의 크기는 thiourea가 존재할 경우 5배 이상이었으나 장시간에 걸친 광조사는 전류를 감소시켰다. 광조사 전후 염료 용액의 변화를 분광학적으로 조사한 결과 광촉매작용에 의하여 용액 중에서 염료가 광표백되고 불용성의 침전이 형성되어 그 결과 용액으로부터 염료가 사라져 광전류가 감소하는 것을 확인하게 되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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• pp.677-679
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• 2005

최근 나노입자를 이용하는 광전 화학전지(PEC, Photoelectrochemical)인 염료감응형 태양전지(DSC)의 효율이 증가함에 따라 DSC 태양광 발전 시스템의 성능 개선 또한 요구되어진다. 본 연구에서는 Fly-Back DC-DC 컨버터(변화비율1:10)를 이용하여 DSC셀의 전압을 DC 300V로 승압시켰다. 또한 풀브릿지 인버터를 사용하여 AC 220V, 60Hz의 출력전압을 얻었다. 연구에서 제안한 회로는 높은 효율의 동작특성과 간단한 제작, 낮은 제조비용, 그리고 안정성을 추구한다. 또 다른 주요점은 부하단에서 Feed back을 받아 동작을 컨트롤하는 것이다. 부하단의 출력 전압과 전류를 Feed back 받아서 DSP320LF2406을 A/D기능을 사용하여 실시간으로 부하의 변화에 대처하여 컨버터와 인버터의 동작을 제어한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.7.2-7.2
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• 2011

Photoelectrochemical solar cells such as dye-sensitized cells (DSSCs), which exhibit high performance and are cost-effective, provide an alternative to conventional p-n junction photovoltaic devices. However, the efficiency of such cells plateaus at 11~12%, in contrast to their theoretical value of 33%. The majority of research has focused on improving energy conversion efficiency of DSSC by controlling nanostructure and exploiting new materials in photoelectrode consisting of semiconducting oxide nanoparticles and a transparent conducting oxide electrode (TCO). In this presentation, we introduce monodisperesed TiO2 nanoparticles prepared by forced hydrolysis method and their superiority as photoelectrode materials was characterized with aids of optical and electrochemical analysis. Inverse opal-based scattering layers containing highly crystalline anatase nanoparticles are also introduced and their feasibility for use as bi-functional light scattering layer is discussed in terms of optical reflectance and charge generation properties as a function of optical wavelength.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.226-229
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• 2009

The present works were performed that titanium foil was anodized in various dilution ratios of seawater and distilled water with 10V external voltage applied, then annealed at $450^{\circ}C$ to obtain $TiO_2$ on the Ti substrate. The prepared samples were characterized by instruments (XRD, SEM, and photocurrent) and used to investigate rate of hydrogen production in photoelectrochemical cell as well as Cr(VI) reduction. As the results of experiments, the anodized $TiO_2$ in seawater electrolytes, which are ranged from 15 to 50 times dilution of seawater, was showed a relatively higher hydrogen production (ca. 97~110 umol/hr-$cm^2$) and Cr(VI) reduction (ca. 95% reduction).

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.360-361
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• 2008

A new kind of SBM co-polymer binder as styrene, n-butyl acrylate, and methacrylic acid (SBM) monodisperse co-polymer binder materials basted on $TiO_2$ pastes was synthesized and this $TiO_2$ pastes were applied of dye-sensitized solar cells (DSSCs). The SBM co-polymer binder was prepared by soap-free emulsion copolymerization using a PEG-EEM macromonomer. The photoanodes were characterized by morphology investigated from field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The photoelectrochemical properties of the thin films and the performance of DSSCs were measured by photovoltaic-current density. DSSC based on the emulsion co-polymer binder was obtained conversion efficiency of 7.1% under irradiation of AM 1.5($100mWcm^{-2}$).

• 분석과학
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• 제11권1호
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• pp.20-28
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• 1998

감응제인 rose bengal과 초감응제인 allylthiourea를 포함하고 있는 광전기화학 전지를 이용하여 태양에너지를 전기에너지로 변환시킬 때, 광전류가 지속성이 없는 원인을 규명하기 위하여, 광조사 전후의 염료 용액을 형광 및 흡수 분광법으로 분석하였다. 그 결과, 감응제와 초감응제 사이에 광촉매 이합체화 반응이 일어나는 것을 확인하였다. 또한 이합체를 구성하는 각 분자의 기하학적 쌍극자 배열은 사각임을 확인하였다.

• 분석과학
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• 제11권1호
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• pp.13-19
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• 1998

Allylthiourea를 포함하고 있는 광전기화학전지를 이용하여, 태양에너지 변환을 위한 염료 감응시, 감응전류는 광조사 시간 증가에 따라 증감 현상을 보였다. 광조사 전후 염료 용액을 분광학적으로 분석한 결과 감응제와 초감응제 사이의 침전형성 반응과 염료의 광표백 현상이 광전류 감소와 관련되어 있는 것으로 확인되었다.