• 제목/요약/키워드: Dye-sensitive solar cells

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유리 표면 Etching을 이용한 염료감응 태양전지의 특성 개선 연구 (A Study on the Characteristics Improvement of Dye-Sensitive Solar Cells Using Glass Surface Etching)

  • 김해마로;이돈규
    • 전기전자학회논문지
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    • 제25권1호
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    • pp.128-132
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    • 2021
  • 본 논문에서는 표면 Texturing 방법 중 습식 에칭법을 이용하여 태양전지에 사용되는 전극의 표면을 거칠게 처리하였고, 표면 처리 후 TiO2 산화물 반도체를 사용한 염료 감응 태양전지를 제작하였다. 표면 처리된 전극을 에칭 시간에 따른 분광특성을 측정 분석하였으며, 에칭 시간에 따라 제작한 TiO2 염료 감응 태양전지의 전기적 특성을 평가함으로써 표면 처리에 따른 태양전지의 효율 향상에 관한 연구를 진행하였다. 결과적으로 전극 표면을 10분간 에칭 처리한 태양전지의 경우 기존 효율과 비교하였을 때, 약 27.46[%] 개선됨을 확인할 수 있었다.

단동식 유리온실에서 태양전지의 선별적 적용과 에너지 절감에 관한 조도 시뮬레이션 (Illumination simulation for selective application and energy saving of solar cells in single-span glass greenhouse)

  • 정해영;이붕주
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.1448-1456
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    • 2019
  • 본 연구에서는 작물재배용 단동식 유리온실 내에 LED 광원을 적용할 때, LED의 전원 공급을 위한 태양전지를 에너지 저감과 광투과율을 고려하여 Si 계열의 태양전지와 염료감응형 태양전지(DSSC)를 유리온실에 선별적 배치하고, 작물 재배에 유효한 태양전지의 광투과율을 결정하기 위해 유리온실의 천정과 측면에 대해 광투과율 변화에 따른 조도 시뮬레이션을 수행하였다. 또한, 유리온실에서 주광과 인공광인 LED 광원을 모두 고려하는 경우 최적 조명제어에 따른 유리온실의 에너지 절감 효과를 분석하였다.

Aqueous Electrolytes Based Dye-sensitized Solar Cells using I-/I3- Redox Couple to Achieve ≥ 4% Power Conversion Efficiency

  • Choi, Hyeju;Han, Jinjoo;Kang, Moon-Sung;Song, Kihyung;Ko, Jaejung
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권5호
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    • pp.1433-1439
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    • 2014
  • We report on the influence of water as an electrolyte on the photovoltaic performances. The photovoltaic performance was shown to be quite sensitive to the substituent on the donor group. An optimized efficiency of 4.41% in the presence of 100% water content using $I^-/I{_3}^-$ redox couple was obtained using the D21L6 organic dye.

TiO2-Nb2O5 반도체 산화물을 이용한 염료 감응 태양전지 특성개선연구 (A Study on the Characteristics of TiO2-Nb2O5 Semiconductor Oxides Using Dye-Sensitized Solar Cell)

  • 김해마로;이돈규
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.538-542
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    • 2019
  • 광 전환 효율에 관여하는 $TiO_2$와 같은 반도체 산화물은 염료 감응 태양전지(Dye-sensitized solar cell, DSSC)의 주요 요소이며, 효율을 개선하기 위해 서로 다른 반도체 산화물을 혼합하여 Pastes를 제조해 사용하는 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 $TiO_2-Nb_2O_5$ 혼합 반도체 산화물을 제조하여 염료 감응 태양전지의 특성을 분석하였다. 혼합 반도체 산화물이 광 전환 효율에 미치는 전기적인 특성을 분석하기 위해서 $Nb_2O_5$을 서로 다른 비율로 첨가하여 태양전지를 제작하였다. 이에 $Nb_2O_5$가 첨가됨에 따라 전해질과의 접촉에 의한 재결합 현상보다 전도성이 겅화되어 태양전지의 단락 전류, 개방전압, 변환 효율 등이 개선되는 것을 확인하였다.

ZnO로 후처리된 TiO2 광전극을 이용한 고효율의 염료감응형 태양전지의 개발 (Development of Highly Efficient Dye-Sensitized Solar Cells Using ZnO Post-Treated TiO2 Photoelectrodes)

  • 박준용;윤병로;김태오
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제28권4호
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    • pp.419-425
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    • 2017
  • In this study, an efficient dye-sensitive solar cells (DSSC) was developed after post-treatment of ZnO on $TiO_2$ photoelectrode. The $TiO_2$ electrode with ZnO post treatment was prepared with Titanium isoporopoxide in Zinc Nitrate Hexahydrate aqueous solution by incineration for 30 min at $450^{\circ}C$. The ZnO-post treated $TiO_2$ electrode showed strong dispersion force between particles in relation to the control $TiO_2$, referring high specific surface area and dye-adsorption rate. Proper addition of ZnO enhanced electron mobility and reduced internal resistance and electron recombination. Light conversion efficiency of DSSCs containing the ZnO-posttreated $TiO_2$ electrode increased 35.4% when compared to the DSSCs using $TiO_2$ electrode. It is similar to the DSSCs with $TiCl_4$ post treatment $TiO_2$ electrode. Increasing of light conversion efficiency was due to high specific surface area and dispersion force, and low dye-adsorption rate and electron recombination. Taken together, ZnO may be used as posttreatment of photoelectrode and replaced $TiCl_4$ that has high toxicity and causticity.

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.

Synthesis of Novel Organic Dyes Containing Coumarin Moiety for Solar Cell

  • Choi, Hyun-Bong;Baik, Chul;Kim, Hyun-Jun;Kim, Jeum-Jong;Song, Ki-Hyung;Kang, Sang-Ook;Ko, Jae-Jung
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제28권11호
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    • pp.1973-1979
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    • 2007
  • Novel organic dyes, JK-34, JK-35 and JK-36 containing bis-dimethylfluorenyl amino coumarin unit are designed and synthesized. Nanocrystalline TiO2 dye-sensitized solar cells were fabricated using these dyes. Under standard global AM 1.5 solar condition, the JK-34 sensitized cell gave a short circuit photocurrent density of 10.05 mA cm?2, open circuit voltage of 0.65 V, and a fill factor of 0.68, corresponding to an overall conversion efficiency η of 4.54%. We found that the power conversion efficiency was shown to be quite sensitive to the structural modifications of bridging thiophene moiety.

Nootkatol prevents ultraviolet radiation-induced photoaging via ORAI1 and TRPV1 inhibition in melanocytes and keratinocytes

  • Woo, Joo Han;Nam, Da Yeong;Kim, Hyun Jong;Hong, Phan Thi Lam;Kim, Woo Kyung;Nam, Joo Hyun
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제25권1호
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    • pp.87-94
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    • 2021
  • Skin photoaging occurs due to chronic exposure to solar ultraviolet radiation (UV), the main factor contributing to extrinsic skin aging. Clinical signs of photoaging include the formation of deep, coarse skin wrinkles and hyperpigmentation. Although melanogenesis and skin wrinkling occur in different skin cells and have different underlying mechanisms, their initiation involves intracellular calcium signaling via calcium ion channels. The ORAI1 channel initiates melanogenesis in melanocytes, and the TRPV1 channel initiates MMP-1 production in keratinocytes in response to UV stimulation. We aimed to develop a drug that may simultaneously inhibit ORAI1 and TRPV1 activity to help prevent photoaging. We synthesized nootkatol, a chemical derivative of valencene. TRPV1 and ORAI1 activities were measured using the whole-cell patch-clamp technique. Intracellular calcium concentration [Ca2+]i was measured using calcium-sensitive fluorescent dye (Fura-2 AM). UV-induced melanin formation and MMP-1 production were quantified in B16F10 melanoma cells and HaCaT cells, respectively. Our results indicate that nootkatol (90 μM) reduced TRPV1 current by 94% ± 2% at -60 mV and ORAI1 current by 97% ± 1% at -120 mV. Intracellular calcium signaling was significantly inhibited by nootkatol in response to ORAI1 activation in human primary melanocytes (51.6% ± 0.98% at 100 μM). Additionally, UV-induced melanin synthesis was reduced by 76.38% ± 5.90% in B16F10 melanoma cells, and UV-induced MMP-1 production was reduced by 59.33% ± 1.49% in HaCaT cells. In conclusion, nootkatol inhibits both TRPV1 and ORAI1 to prevent photoaging, and targeting ion channels may be a promising strategy for preventing photoaging.