• 제목/요약/키워드: 광감응성

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ZnO 나노분말을 이용한 염료감응형 태양전지 (Dye-sensitized solar cell using ZnO nano-powder)

  • 김현주;이동윤;송재성;구보근
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.1
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    • pp.336-339
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    • 2004
  • 근래에 $TiO_2$를 이용한 염료감응형 태양전지에 대한 연구가 많이 진행되어 이미 실용화 단계에 이르고 있다. 그러나, 이러한 $TiO_2$를 이용한 태양전지 효율이 한계에 이르러 이를 향상시키기 위한 노력이 다방면에서 이루어지고 있다. 이에 본 연구에서는 넓은 밴드갭 직접형 반도체재료로서, 전기적, 열적, 광학적, 촉매 특성이 우수하고, 압전성이 크고 광투과성 및 형광성이 매우 우수하여, 현재 여러 전자사업 분야에서 사용될 뿐아니라, 태양전지분야에서도 최근 관심이 증대되고 있는, ZnO를 이용하여 $TiO_2$ 대체 전극재로서의 가능성을 고찰하였다. ZnO 슬러리는 유계 방법을 이용하여 제조하였고, 막은 닥터 블레이드(doctor blade)법에 의해 TCO 위에 형성되었다. 원료 분말 및 막의 형상은 FE-SEM에 의해 확인되었다. 형성된 막은 다양한 조건에서 소결하여, 최종적으로 샌드위치형 염료감응형 셀을 제조한 후 효율을 측정 비교하여 태양전지의 활성 전극 재료로서 적정한 ZnO 조건을 예측할 수 있었다.

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산처리된 페이스트로 제조한 나노 구조체 TiO2 전극이 염료감응형 태양전지의 효율에 미치는 영향 (Influence of Nanostructured TiO2 Electrode Fabricated with Acid-treated Paste on the Photovoltaic Efficiency of Dye-Sensitized Solar Cells)

  • 이재욱;황경준;노성희;김선일
    • 공업화학
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    • 제18권4호
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    • pp.356-360
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    • 2007
  • 나노 다공질 $TiO_2$ 전극막, 광 감응형 염료, 전해질 그리고 상대전극으로 구성된 염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cells, DSSCs)는 최근에 많은 관심을 받아오고 있다. 염료감응형 태양전지에서 $TiO_2$ 전극막은 태양광의 흡수량을 증가시키기 위해 가능한 많은 양의 Ru 착물을 표면에 흡착시켜야 하는데 이를 위해 높은 비표면적과 나노 다공성 입자로 구성된 광전극이 요구된다. 또한 에너지 전환 효율을 증가시키기 위한 방법으로 $TiO_2$ 페이스트의 제작시 산을 첨가 후 열처리하는 방법이 보고되고 있다. 이 논문에서는 산이 첨가된 페이스트로 제조한 $TiO_2$ 광전극이 염료감응형 태양전지의 에너지 변환 효율에 미치는 영향을 체계적으로 이해하기 위해 FE-SEM, XPS, EXAFS 그리고 AFM 등을 이용하여 제조된 광전극의 물리적 화학적 특성을 조사하였다. 또한 광전류-전압 곡선으로부터 산처리된 페이스트를 이용하여 제조한 염료감응형 태양전지의 에너지 전환효율을 평가하였다. 산처리된 페이스는 염료감응형 태양전지의 에너지 전환효율에 크게 영향을 미침을 알 수 있었다.

무흡광색소 식물의 감광수용체 개발 연구(II) - 표고버섯의 광감응성 mitochondrial ATPase의 유기물 및 금속이온 유입 효과 - (Studies on the Development of Photoreceptor in the Nonchromatophore Organisms (II) - Effects of organic compound and metal ion influx of Light-Induced Mitochondrial ATPase in the Lentinus edodes(Berk.) Sing -)

  • 민태진;조석우;김영순;김재웅;민태익
    • 한국균학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.224-230
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    • 1987
  • 표고버섯의 미토콘드리아는 설탕밀도 선형기울기 원심분리법으로 정제하여, 광감응성 mitochondrial ATPase의 유기물 효과, 광증감제 효과 및 파장 변화에 따른 $K^+$ 이온의 유입 효과를 실험하였다. 1. 이 효소는 10m mol dithiothreitol 및 0.1m mol quinacrine에 의하여 각각 139% 및 128%의 활성도를 증가시켰다. 2. $100\;{\mu}g$의 oligomycin과 1m mol phlorizin은 이 효소의 활성을 각각 48% 및 45% 억제시켰다. 3. 광증감제인 0.1m mol phenazine methosulfate는 이 효소의 활성도를 36% 촉진시켰다. 4. $K^+$ 이온 유입 효과의 최적 파장은 690nm였고, 이때의 최적 pH 및 최적 온도는 각각 7.2 및 $55^{\circ}C$였다.

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탄소나노튜브 상대전극을 이용한 염료감응형 태양전지의 초기안정성 연구 (Study on Initial Stability of Dye-sensitized Solar Cell with Carbon Nanotube Counter Electrode)

  • 구보근;이동윤;김현주;이원재;송재성
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.2007-2009
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    • 2005
  • 염료감응형 태양전지에 대한 연구 분야에서 다공질 산화물 전극이나 염료 및 전해질 연구에 비해, 상대전극에 대한 연구는 상대적으로 미비한 상태이다. 또한 일반적으로 사용되고 있는 고가의 백금 상대전극을 대체하면서도 촉매 특성이 우수한 새로운 상대전극에 대한 연구의 필요성이 요구된다. 본 연구에서는 우수한 신소재로서 높은 전기전도도 및 전자방출 특성 그리고 높은 표면적을 지니고 있어 전자기기 분야의 다방면에 이용되고 있으며, 최근 대량생산 기술의 개발에 따라 가격이 급격히 하락하고 있는 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)을 이용하여 상대전극을 제조하였다. 이 탄소나노튜브 상대전극을 이용하여 단위 셀을 만들고, 유사 태양광 하에서의 전지의 광전 특성을 측정하였다. 이를 바탕으로 탄소나노튜브 상대전극이 염료감응형 태양전지의 특성 및 수명 안정화에 미치는 영향을 백금 상대전극의 광전 특성과 비교하여 탄소나노튜브의 상대전극으로써의 가능성을 제시하였다.

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용매 고분자막 상에 고정된 나트륨 이온선택성 물질의 착물형성상수 결정 (Determination of Complex Formation Constant of Sodium-Selective Ionophores in Solvent Polymeric Membranes)

  • 강태영;김성배;오현준;한상현;차근식;남학현
    • 분석과학
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    • 제13권4호
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    • pp.466-473
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    • 2000
  • 용매고분자막 상에 칼륨과 다양한 나트륨이온 선택성 중성 운반체의 착물형성상수(${\beta}_{MLn}$)를 고분자막형 광센서(optode)와 이온선택성 전극(ISE)을 이용하여 결정하였다. 수소이온선택성 발색물질(chromoionophore : ETH 5294)에 가장 널리 쓰이는 나트륨 이온선택성 물질들(4-tert-butylcalix[4]arenetetraacetic acid tetraethyl ester, ETH 2120, bis[(12-crown-4)methyl] dodecyl-methylmalonate 및 monensin methyl ester)을 첨가한 막과 첨가하지 않은 막으로 두 가지 다른 조성의 PVC 막을 제작하여, 일정 pH(0.05 M Tris-HCl, pH7.2)에서 알칼리금속 양이온(나트륨과 칼륨)의 농도 변화에 따른 광학적 감응을 측정하고, 또 일정한 알칼리금속 양이온 농도(0.1M)에서 pH변화에 따른 광학적 감응을 측정하였다. 또한 유사한 조성의 막을 각각 재래식 전극체에 장착하고 일정한 알칼리금속 양이온의 농도(0.1M)에서 pH 변화에 따른 전위치를 측정하였다. 양이온/수소이온의 활동도 비($a_{M^+}/a_{H^+}$)와 상대흡광도로 도시한 광센서 감응곡선과 수소이온농도에 따른 전위차 감응곡선으로부터 나트륨 이온선택성 리간드들의 착물형성상수를 결정하였다. 목적이온과 방해이온에 대한 착물형성상수들의 비로부터 얻어진 값은 실험적으로 얻어진 이온선택성 전극의 선택계수와 근접함을 확인하였다.

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지능형 산-감응 섬유웹을 위한 전기 방사 (Electrospinning for Smart Acid-Sensitive Fiber Webs)

  • 소정현;이선화;정재윤;윤기종;조재환
    • 한국섬유공학회:학술대회논문집
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    • 한국섬유공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.259-260
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    • 2003
  • Smart 재료는 외부의 환경에 따라 재료 스스로 주어진 자극을 판단하여 응답할 수 있는 재료를 말한다. 기존의 재료들이 갖는 수동적 응답 기능을 넘어서 생물체처럼 환경에 반응한다는 점에서 뛰어난 특성을 가질 수 있다. 변색성 염료도 이러한 smart 재료 중의 하나로 광, 온도, 화학물질, 전기장 등의 외부 환경 조건의 변화에 따라 색상이 바뀌게 할 수 있다. 대부분의 변색성 염료는 마이크로 캡슐화하여 섬유나 필름에 부착하는 방법을 사용하는데, 이는 항상 내구성이나 안정성 등에서 문제점을 갖고 있다. (중략)

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광섬유를 이용한 광촉매 성능 측정 표준화의 이해 (Standard test method for Photocatalytic activity with optical fiber)

  • 주현규;하진욱;조덕호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제6권4호
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    • pp.331-336
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    • 2005
  • 최근 일본이 광촉매 관련 제품에서의 소비자 보호를 위한 적절한 표준화 규격 제정에 강한 의욕을 보이며, 자국내 JIS 규격 외에 ISO 규격 (ISO/TC 206 fine ceramics)을 제정하기 위하여 노력하고 있다. 이에 국내에서는 산업보호 및 해외시장에서의 종속성을 벗어나기 위하여 2001년부터 선정된 분야에서의 광촉매표준화 시도가 이루어졌다. 그 중의 하나로 본 논문은 광섬유를 빛 전달 매개체와 광촉매 코팅 지지체로 이용해서 광촉매 졸을 구성하는 광촉매 자체의 유기물 분해능을 결정하는 방법을 규정하는 과정과 제안과 관련된 것이다. 이 규격은 코팅 가능한 졸이나 졸로 만들 수 있는 자외선 감응 광촉매 재료에 적용하며, 차후 가시광 및 태양광 감응 광촉매 활성 측정 및 비교에도 응용이 가능할 것으로 판단된다.

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약물전달 시스템 개발을 위한 여기된 광감응제의 응용 (Therapeutic efficacy of the photoactivated sickle cells as novel drug delivery vehicle)

  • 최세운
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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    • pp.958-960
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    • 2015
  • 말기 암환자를 위해 시행되는 화학적 항암치료는 다양한 합성 운반체를 이용한 표적치료를 통해 그 효과와 안정성을 증가시킨다. 항암치료의 약물 운반체로 쓰이기 위해 다음과 같은 독특한 두 가지 특성을 만족시켜야 하는데, 이것은 약물유출의 사용자 중심 제어기능과 표적 고형암으로의 높은 전달성이다. 하지만 현재 임상에서 사용되는 합성 운반체는 다양한 부작용을 유발하여 항암치료의 효과를 억제하고 환자들의 신체적 정신적 고통을 증가시키고 있다. 따라서 본 논문에서는 생착성과 생분해능력을 가지고 있는 겸형적혈구에 활성화된 광감응제를 부착하고 형광물질을 주입하여, 지연적 용혈을 이용한 유출제어기능과 겸형적혈구의 표적기능을 일반 형광물질 주입결과와 비교하여 실험을 진행하였다. 이를 위하여 유전적으로 변이된 전임상 모델에서 생성된 겸형적혈구를 암세포가 자라는 설치류에 주입한 후, 일정 시간 간격으로 유출정도를 초분광이미징 시스템을 이용하여 모니터링 하였고, 그 결과 약물전달 운반체로서의 겸형적혈구의 역할 및 합성 운반체의 대체 가능성을 보이고자 한다.

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스마트 윈도우용 가교 열감응성 폴리(N-이소프로필아마이드) 겔 소재의 제조 및 특성 - 물/글리세롤 혼합용매 중의 글리세롤 함량의 영향 - (Preparation and Properties of Crosslinked Thermo-responsive Poly(N-isopropylacrylamide) Gel Materials For Smart Windows - Effect of Glycerol Content in Water/Glycerol Solvent -)

  • 박재형;김일진;이동진;심재학;송민섭;이영희;유중환;김한도
    • 청정기술
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    • 제24권2호
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    • pp.112-118
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    • 2018
  • 온도 변화에 따라 상 전이를 나타내는 열 감응성 고분자는 외부 온도 감응으로 태양광 투과 조절이 가능하므로 스마트 윈도우용 소재로 적용 가능하다. 넒은 온도 범위에서 사용 가능한 스마트 윈도용 열감응성 고분자의 개발은 바람직하다. 고 성능스마트 윈도우용 소재를 얻기 위하여, 단량체 N-isopropylacrylamide, 가교제 N, N'-methylenebisacrylamide (MBAm), 산화개시제 ammonium persulfate (APS)/촉매 tetramethylene diamine 및 혼합용매(물/글리세롤)을 사용하여 3차원의 열감응성(thermoresponsive) poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAm) 겔을 제조하였다. 본 연구에서는 혼합용매 중의 글리세롤의 함량이 가교된 PNIPAm 겔 필름의 하한임계온도(low critical solution temperature, LCST), 어는점 및 태양광의 투광도에 미치는 영향을 조사하였다. 글리세롤 함량이 0 wt%에서 10 wt%로 증가하면 PNIPAm 겔 필름의 LCST/어는점은 각각 $34.3/6.3^{\circ}C$에서 $28.2/-6.5^{\circ}C$로 감소함을 알 수 있었다. LCST보다 낮은 $25^{\circ}C$에서는 본 연구에서 합성한 모든 PNIPAm 겔 필름은 투명(광 투과)하지만 LCST보다 높은 $45^{\circ}C$에서는 불투명하다는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 본 연구에서 합성한 PNIPAm 겔 소재는 $-6.5^{\circ}C$ 부근에서도 스마트 윈도우용 소재로 활용할 가능성이 높음을 알 수 있다.

진공 원자층 증착법을 적용한 염료감응형 태양전지의 효율 향상 연구

  • 신진호;강상우;김진태;고문규;황택성;윤주영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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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.

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