• The Journal of Sustainable Design and Educational Environment Research
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• v.16 no.2
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• pp.54-63
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• 2017

The various colors and transparency of DSC and operability unrelated with directions greatly expand the use of BIPV, as a multi-functional composite of module. Therefore the possibility of DSC BIPV is examined by the case study and the analysis and then its applicability is examined. Most of the DSC BIPVs, which are found through a total of six case studies and analyzes in Korea and abroad, are mainly implemented with window glass and shading devices. This is related to the DSC transparency property. Improvements are due to the irritation of the eye due to the color of the red module. Therefore, it is important to take into account the color of the BIPV window depending on the use of the building and the room. Meanwhile, some colors of application model may stimulate eyes and such colors should be considered by use of buildings and rooms in the application of BIPV window. DSC BIPV has prospective diffusibility with the development of flexible module for the application of building surface.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1507-1508
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• 2011

본 논문에서는 전기장이 염료감응형 태양전지 광전극의 산화반도체($TiO_2$)에 미치는 영향에 대해 설명하고 DSC의 효율과 밀접한 관련이 있는 산화반도체의 결정구조 개선에 초점을 맞추어 효율을 향상시키고자 하였다. DSC의 광전극 제조에서 FTO 기판에 doctor-blade 방법을 통해 $TiO_2$ paste 도포 한 후 소성 직전 전기장을 인가하여 입자의 결정화를 돕는다. 이때 인가 전압과 전압을 인가하는 시간을 변화시키면서 실험하였다. 그 후 $450^{\circ}C$에서 30분 동안 소성하였다. FE-SEM으로 $TiO_2$의 형태를 보고 전기장이 $TiO_2$ 결정화에 미치는 영향을 확인하였고, current-voltage 특성 분석을 통해 에너지 변환 효율과 각 요소들을 비교하였다. UV-vis spectrophotometer, EIS 측정으로 각 DSC의 광 흡수율과 $TiO_2$/염료/전해질 영역에서의 저항을 분석하였다. 그 결과 전기장이 가해진 $TiO_2$의 결정이 더 잘 배열된 것을 확인하였고, 그로인해 에너지 변환 효율이 7.09%에서 8.65%로 증가한 것을 알 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1258_1259
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• 2009

염료감응형 태양전지 (dye-sensitized solar cell; DSC)는 경제성 한계에 달한 Si 태양전지를 대체할 수 있는 유력한 후보로서, 지금까지 많은 연구개발로 큰 효율향상을 기록했다. 다양한 연구 분야 중에서도, 투명전도성 막과 전해질 층간의 접촉으로 발생하는 전자의 재결합을 막기 위해 삽입하는 compact layer는 ZnO dip-coating, $TiCl_4$ dip-coating, Ti sputtering 등 다양한 제조방법이 제시되었다. 본 연구에서는 $TiCl_4$ 용액을 이용해 spin-coating 방법으로 $TiO_2$ compact layer를 제조하는 시도를 했다. 기존 dip-coating 방법과의 비교를 통해서 본 연구의 spin-coating 방법에 의한 효과를 확인한 결과, standard DSC 대비 33.4%, dip-coating 방법으로 compact layer를 삽입한 DSC 대비 6%의 효율 향상을 기록했다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1509-1510
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• 2011

염료 감응형 태양전지 동작에 있어 상대전극 표면에서 전해질의 산화, 환원 반응이 일어나기 위한 촉매의 역할이 중요하며 그 중 Pt는 촉매로써 널리 쓰이는 물질이다. Pt 도포 방식은 sputtering, Pt paste를 이용한 doctor blade, Pt solution을 이용한 spin coating 등 여러 가지가 있으며 제작 조건에 따라 그 특성도 다르게 된다. 따라서 본 연구에서는 Pt solution의 열처리에서 온도를 달리하여 그에 따른 특성을 알아보자 하였다. 그 결과 Pt solution 소성온도가 $400^{\circ}C$일 때, 가장 적절한 Pt층이 형성되기 때문에 산화, 환원반응이 활발하게 되어 높은 효율(6.8%)의 DSC 특성을 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1471-1472
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• 2011

최근 경재적인 한계를 드러내고 있는 실리콘 태양전지의 대안으로 주목받고 있는 염료감응형 태양전지는 식물의 광합성 원리에 기초하여 빛이 입사하면 염료 분자가 포톤을 흡수해 여기하면서 전자를 방출함으로써 기전력을 발생시키는 원리로 동작한다. 염료에서 발생된 전자는 $TiO_2$의 conduction band로 주입되어 확산을 통해 TCO 기판으로 이동한다. 이때 다공성 나노구조의 $TiO_2$ 표면과 전해질의 접촉이 발생하게 되고 이로 인해 $TiO_2$ conduction band의 전자와 전해질의 $I_3{^-}$ 간의 재결합이 발생하게 되는데 이것은 DSC의 기능을 저하시키는 요인 중의 하나이다. 이러한 문제점은 $Al_2O_3$, ZnO, MgO, $BaTiO_2$ 등의 표면처리에 의한 core-shell 나노구조를 형성함으로써 해결할 수 있다. 본 연구에서는 aluminum isopropoxidee와 magnesium chloride 혼합 용액을 사용하여 core-shell 나노구조를 형성하여 셀을 제작하고, 완성된 셀의 출력특성과 내부 임피던스의 변화를 측정, 분석함으로써 단일 용액을 사용하였을 때에 비해 효과적인 재결합 감소와 광전압의 상승효과를 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.1262-1263
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• 2008

Recently film-typed dye sensitized solar cell(DSC) attracts much attention with increasing applications for its flexibility and transparency. The ZnO:Al thin film, which serves mainly as transparent conducting electrode, Aluminium-doped zinc oxide(ZnO:Al) thin film has emerged as one of the most promising transparent conducting films since it is inexpensive, mechanically stable, and highly resistant to deoxidation. In this paper ZnO:Al thin film was deposited on the polyethylene terephthalate(PET) substrate by the capacitively coupled r. f. magnetron sputtering method. The effects of gas pressure and r. f. discharge power on the morphological, electrical and optical properties of ZnO:Al thin film were studied. Especially the variation in substrate thickness after sputtering and surface morphology of the substrate were investigated and clarified. The results showed that the film deposited on the PET substrate at r. f. discharge power of 180 W showed the minimum resistivity of about $1.5{\times}10^{-3}{\Omega}-cm$ and a transmittance of about 93%.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.405-406
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• 2013

Ga-doped ZnO (GZO)는 $300^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 전기적으로 불안정하기 때문에 CIGS, CdTe, DSC와 같은 태양전지의 높은 공정온도 때문에 사용이 제한적이다. ZTO thin film은 Al2O3, SiO2, TiO2, ZnO tihin film과 비교하여 산소 및 수분에 대하여 투과성이 상대적으로 낮은 것으로 알려져 있다. 따라서 GZO single layer에 비하여 ZTO-GZO multi-layer를 구성하여 TCO를 제작하면, 높은 공정온도에서도 사용 가능하다. 실제 제작된 GZO single layer (300 nm)에서 비저항이 $7.69{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$에서 $500^{\circ}C$에서 열처리 후 $7.76{\times}10^{-2}{\Omega}{\cdot}cm$으로 급격하게 상승한다. ZTO single layer (420 nm)는 as-grown에서는 측정 불가했지만, $400^{\circ}C$에서 열처리 후 $3.52{\times}10^{-1}{\Omega}{\cdot}cm$ $500^{\circ}C$에서 열처리 후 $4.10{\times}10^{-1}{\Omega}{\cdot}cm$으로 열처리에 따른 큰 변화가 없다. 또한 ZTO-GZO multi-layer (720 nm)의 경우 비저항이 $2.11{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$에서 $500^{\circ}C$에서 열처리 후 $3.67{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$으로 GZO에 비하여 상대적으로 변화폭이 작다. 또한 ZTO의 두께에 따른 영향을 확인하기 위하여 ZTO를 2 scan, 4 scan, 6 scan 공정 진행 및 $500^{\circ}C$에서 열처리 후 ZTO, ZTO-GZO thin film의 비저항을 측정하였다. ZTO의 경우 $3.34{\times}10^{-1}{\Omega}{\cdot}cm$ (2 scan), $3.62{\times}10^{-1}{\Omega}{\cdot}cm$ (4 scan), $4.1{\times}10^{-1}{\Omega}{\cdot}cm$ (6 scan)으로 큰 차이가 없으며, ZTO-GZO에서도 $3.73{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$ (2 scan), $3.42{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$ (4 scan), $3.67{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$ (6 scan)으로 큰 차이가 없음을 확인하였다. 염료감응 태양전지에 적용하여 기존에 사용되는 FTO대신에 ZTO-GZO를 사용하며, 가격적 측면, 성능적 측면에서 개선 가능할 것으로 생각된다.