• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.412-412
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• 2016

염료감응 태양전지(dye-sensitized solar cells, DSSCs)는 식물의 광합성원리와 매우 유사한 작동원리를 갖고 있는 전지이며, 간단한 구조, 저렴한 제조단가, 친환경성 등의 등의 장점으로 인하여 많은 관심을 모으고 있다. 이러한 염료감응 태양전지는 빛을 받아들인 염료분자가 전자-홀 쌍을 생성하며 전자는 반도체 산화물을 통해 이동되고 전해질의 산화환원 과정을 통해 염료 분자가 다시 환원되는 순환메커니즘을 따르고 있다. 일반적으로 염료감응 태양전지는 밴드 갭 에너지가 큰 반도체 산화물을 포함하는 작업전극, 산화환원 반응을 통해 전자를 염료로 보내는 전해질, 환원 촉매역할을 하는 상대전극으로 구성되어 있다. 특히, 상대전극으로는 우수한 촉매특성과 높은 전도성을 갖는 백금이 가장 많이 이용되고 있지만 가격이 비싸고 요오드에 취약하기 때문에 상용화에 큰 장애물이다. 따라서, 백금을 대체하기 위해 저가의 탄소나 고분자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있고, 그 중 탄소나노섬유(carbon nanofiber, CNFs)는 높은 표면적과 뛰어난 화학적 안정성으로 촉매효율을 증대시킬 수 있어 촉매물질로서 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 상대전극에 탄소나노섬유기반 복합체를 합성하였고, 성공적으로 저가격 및 고성능의 염료감응 태양전지를 제작하였다. 이때, 지지체인 탄소나노섬유는 전기방사법을 통해 합성하였으며, 수열합성법을 이용하여 금속산화물을 담지하였다. 이렇게 제작된 탄소나노섬유-Fe2O3 복합체는 scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction, 그리고 X-ray photoelectron spectroscopy 통해 구조적, 화학적 특성을 평가하였으며 전기화학적 특성 및 광전변환 효율을 분석하기 위해 cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, 그리고 solar simulator를 사용하였다. 본 학회에서 위와 관련된 더 자세한 사항에 대해 논의할 것이다.

• Fiber Technology and Industry
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• v.12 no.3
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• pp.165-168
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• 2008

• Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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• 2004.11a
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• pp.325-328
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• 2004

본 논문은 다목적실용위성 2호기의 개발에 사용한 태양전지 어레이의 설계결과를 요약하였다. 최적의 태양전지 어레이의 개발을 위하여 고효율의 갈륨-아세나이드 태양전지를 사용하였다. 태양전지를 장착하기 위한 패널은 알루미늄 허니컴이 적용되는 샌드위치 구조에 섬유강화 복합재료를 면재로 사용하였다. 다목적실용위성 2호기의 임무말기 태양전지 어레이는 최소 1,073 watts 이상의 전력을 위성부하와 탑재체에 충분히 공급할 수 있도록 개발하고 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.05a
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• pp.296-297
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• 2012

전기 방사(Electrospinning)를 이용하여 하이브리드 태양전지용 금속 메쉬 제조에 관한 연구를 진행하였다. 금속 메쉬 제조를 위해 각종 고분자 물질을 이용한 용액에 이용하여 금속 섬유를 제조하였으며, 전기 방사된 고분자 금속 섬유는 열처리를 이용해 금속 섬유를 전환시켰다. 각각 제작된 금속 섬유의 형상 및 조성 그리고 전기적 특성을 관찰하여 금속 메쉬 제작에 영향을 미치는 각종 요인들을 분석해 보았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.299-301
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• 2007

An organic-inorganic hybrid solar cell fibers with characteristics such as formability, low-cost and tailorability was developed by deposition of C60 and CuPc on fiber surface. In spite of some variation according to the temperature of ITO deposition, the maximum open circuit voltage of 0.39V was attained at $150^{\circ}C$(1000end). The resulting solar cell showed the performances Isc=0.482, Voc=0.320, FF=0.285 ${\eta}_{e}=0.044$% which are comparable to one of other types of solar cells in literature.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.422.1-422.1
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• 2014

E-textile과 같은 웨어러블 전자소자는 휴대용 전자소자, 의료센서 및 디스플레이 등을 포함하는 다기능 직물등의 적용가능 응용분야에서의 잠재력으로 인하여 많은 관심을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 이같은 응용분야에 적용하기 위하여 전기방사를 이용한 나노크기의 나일론 섬유를 제작하고 reduced graphene oxide를 섬유에 코팅하여 전도성을 가지는 나노섬유를 제작하였다. 나일론 알갱이를 포름산에 녹인 용액을 이용하여 전기방사를 통해 약 100 nm 두께를 가지는 나노섬유를 제작하였다. 제작된 나일론 섬유와 그래핀 옥사이드 사이의 결합력을 향상시키기 위하여 BSA(bovine serum albumin)으로 표면 처리를 하였다. 마지막으로 나일론 섬유에 코팅된 그래핀 옥사이드를 hydrazine을 이용하여 환원하여 전도성을 가지는 섬유를 제작하였다. 제작된 전도성을 가지는 섬유는 약 10 kohm 정도의 저항을 가지는 것을 확인하였으며, 물리적인 외부 변형에서도 안정적으로 전도성을 가지는 것을 확인하였다. 이러한 전도성을 가지는 나노섬유는 웨어러블 전자소자를 제작하는데 응용 가능할 뿐만 아니라, 전기방사를 통한 나노구조물 제작 기술을 가스센서, 바이오센서, 태양전지, 나노소자등 다양한 분야에 적용 가능한 우수한 기술이라고 생각한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.145-145
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• 2013

저가 공정으로 진행되는 전기 방사 기법을 이용하여 태양전지용 구리 섬유를 제작하였다. 전기 방사 용액은 PVP, 에탄올, 염화 구리의 혼합액을 사용하였고, 금속염의 농도와 인가전압 변화에 따라 다양한 직경의 섬유가 제작되었다. 또한, 무질서 하게 방사되는 섬유의 배열 제어를 위해 컬렉터 형상을 변화하였다. 컬렉터에 형성된 고분자-구리 복합섬유를 채취한 후 열처리와 환원 처리를 통하여 구리 섬유를 얻었다. 환원된 금속 섬유는 scanning electron scope(SEM)을 통해 형상을 관찰하였으며, 4단자법으로 섬유의 전기적 특성에 관하여 알아보았다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.22-22
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• 2010

최근 염료감응형 태양전지(DSSC)는 광변환효율 측면에서 향상 가능성이 높으며, 전기화학적 반응을 바탕으로 하므로 생산단가가 낮아 차세대 태양전지로 관심을 모우고 있다. 염료감응형 태양전지에 있어서 주요 구성성분 중의 하나는 다공성 산화물 광전극 재료이다. 다양한 반도체 물질과 비교할 때 $TiO_2$는 전도대의 위치와 전자이동성 면에서 비교적 적합하며, 유기물과의 흡착성 및 안정성 측면에서 대단히 우수하다. 염료감응형 태양전지의 $TiO_2$ 광전극이 갖추어야 할 요건은 표면적이 넓어서 염료 흡착량이 많아야 하며, 전자전달 및 전해질 이동을 위한 효율적 구조이어야 한다. $TiO_2$ 광전극 제작을 위한 재료로서는 나노입자가 널리 이용되며, 입자의 크기는 20 nm 부근이 적합한 것으로 알려져 있다. 본 발표에서는 나노입자 외에 나노막대, 나노섬유, 나노튜브, inverse-opal 구조 등과 같이 지금까지 연구되고 있는 $TiO_2$ 나노구조 관련연구를 소개 한다. 한편으로 효율적 전극구조를 제작하려면 $TiO_2$ 나노구조 제어 외에도, 투명전극과 $TiO_2$ 전극과의 계면층(interfacial layer) 제어, 빛의 효율적 이용을 위한 산란층(scattering layer) 및 $TiO_2$ 전극에서 전해질로의 전자손실 억제를 위한 blocking layer 도입 등이 필요하다. 이에 대한 기본개념을 설명하고 다른 연구자의 연구결과를 소개한다. 본 연구실의 연구 결과인, 메조 포러스 구조, 다공성 속빈구 구조와 구형구조체를 합성하고 이를 염료감응형 태양전지에 응용한 내용을 소개한다. 다공성 속빈구의 경우, 산란층으로 대단히 우수한 결과를 나타내었고, 다공성 구형구조체는 광전극 주재료로 적합한 특성을 나타내었다. 즉, 다공성 구형구조체를 적용한 광전극은 표면적이 대단히 넓고 또한 효율적 동공구조가 형성되어 전해질 이동에도 매우 효율적이다.

• Journal of Convergence for Information Technology
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• v.11 no.11
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• pp.151-158
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• 2021

In this paper, we analyzed the latest research trends, challenges, and potential applications of next-generation solar cell materials in various industrial fields. In addition, future prospects and possibilities of Smart Textile Hybrid Energy Harvesting Devices that will supply electricity by combining with wearable IoT devices are presented. The hybrid textile energy harvesting device fused next-generation solar cells with tribo-piezoelectric devices will develop into new 'Convergence Integrated Smart Wear' by combining the material itself with wearable IoT devices in the era of the 4th industrial revolution. The next-generation nanotechnology and devices proposed in this paper will be applied to the field of smart textile with an energy harvesting function. And we hope it will be a paradigm shift that evolves into creative products which provide AI services such as medical & healthcare by convergence with the future smart wear industry.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 2003.04a
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• pp.356-357
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• 2003

Organic materials are suitable for use in photoelectric conversion devices. Thus, Organic semiconductors are promising materials for photovoltaic devices and other optoelectronic applications such as light emitting diodes(LED). The organic solar cell seems to be the usefulness in comparison with the inorganic solar cell in terms of workability, ease of processing, low cost, flexibility and area expansion. (omitted)