• 멤브레인
• /
• 제29권6호
• /
• pp.299-307
• /
• 2019

광촉매는 물에서 유기 염료를 분해하는 친환경적 기술이다. 산화 텅스텐은 이산화 티타늄에 비해 더 작은 밴드갭을 지니고 있어 광촉매 나노물질로서 활발히 연구되고 있다. 계층적 구조의 합성, 백금 도핑, 나노 복합물 또는 다른 반도체와의 결합 등이 광촉매 분해 효율을 향상시키는 방법들로 연구되고 있다. 이들 방법들은 광 파장의 적색편이를 유도하여 전자 이동, 전자-정공 쌍의 형성과 재결합에 영향을 미친다. 산화 텅스텐의 형태 개질을 통해 앞서 언급한 광촉매 분해 효율을 향상시키는 방법들과 합성에 대해 분석하였으며 금속 산화물과 탄소 복합재를 결합하는 방법이 새로운 물질의 합성이 필요없으며 가장 효율적인 방법으로 조사되었다. 이러한 광촉매 기술은 수처리 분리막기술과 모듈화하여 정수처리 목적으로 사용될 수 있다.

• 한국재료학회지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.293-299
• /
• 2004

Transition metal ions doped $TiO_2$ nanostructured powders were prepared with simply heating aqueous $TiOCl_2$ solutions, contained various metal ions (Ni, Al, Fe, Zr, and Nb) of 1.47 mol% added as metal-chlorides, at $100^{\circ}C$ for 4 hrs by homogeneous precipitation process under suppressing conditions of water vaporization. The characterizations for prepared $TiO_2$ powders were carried out to observe doping of metal ions, their concentrations and microstructures using XRD, UV-VIS (DRS), XPS, SEM, TEM and ICP. Also, photo-oxidative abilities were evaluated by decomposition of 4-chlorophenol (4CP) under ultraviolet light irradiations. No secondary oxide phases were formed in all the $VTiO_2$ powders, showing doping with various transition metal ions. When adding ions ($Ni^{2+}$ or$ Al^{3+ }$ and $Zr^{4+}$ ) having valance states or ionic radii greatly different from those of $Ti^{4+}$ , the $TiO_2$ powders of mixed anatase and rutile phases were formed, whereas in the case of additions of $^Fe{3+ }$ and $Nb^{ 5+}$ as well as no addition of metal ion the powders with pure rutile phase alone were formed. Among the prepared $TiO_2$ powders, Ni$^{2+}$ doped $TiO_2$ powders, containing a small amount of anatase phase, showed excellent photo-oxidative ability in 4CP decomposition because of relative decreases in electron-hole recombination and poisoning of $TiO_2$ surface during the photoreaction.n.

• 한국재료학회지
• /
• 제30권11호
• /
• pp.581-588
• /
• 2020

Reducing CO₂ into high value fuels and chemicals is considered a great challenge in the 21st century. Efficiently activating CO₂ will lead to an important way to utilize it as a resource. This article reviews the latest progress of g-C₃N₄ based catalysts for CO₂ reduction. The different synthetic methods of g-C₃N₄ are briefly discussed. Article mainly introduces methods of g-C₃N₄ shape control, element doping, and use of oxide compounds to modify g-C₃N₄. Modified g-C₃N₄ has more reactive sites, which can significantly reduce the probability of photogenerated electron hole recombination and improve the performance of photocatalytic CO₂ reduction. Considering the literature, the hydrothermal method is widely used because of its simple equipment and process and easy control of reaction conditions. It is foreseeable that hydrothermal technology will continue to innovate and usher in a new period of development. Finally, the prospect of a future reduction of CO₂ by g-C₃N₄-based catalysts is predicted.

• Current Photovoltaic Research
• /
• 제3권4호
• /
• pp.130-134
• /
• 2015

The high efficiency cell research processes through the KF post deposition treatment (PDT) of the $Cu(In,Ga)Se_2(CIGS)$ thin film has been very actively progress. In this study, it CIGS thin film deposition process when KF PDT 300 to the processing temperature, 350, $400^{\circ}C$ changed to soda-lime glass (SLG) efficiency of the CIGS thin film characteristics, and solar cell according to Na presence of diffusion from the substrate the effects were analyzed. As a result, the lower the temperature of KF PDT and serves to interrupt the flow of current K-CIGS layer is not removed from the reaction surface, FF and photocurrent is decreased significantly. Blocking of the Na diffusion from the glass substrate is significantly increased while the optical voltage, photocurrent and FF is a low temperature (300, $350^{\circ}C$) in the greatly reduced, and in $400^{\circ}C$ tend to reduce fine. It is the presence of Na in CIGS thin film by electron-induced degradation of the microstructure of CIGS thin film is expected to have a significant impact on increasing the hole recombination rate a reaction layer is formed of the K elements in the CIGS thin film surface.

• 한국광학회지
• /
• 제3권3호
• /
• pp.183-190
• /
• 1992

$Al_x/Ga_{1-x}$ /As/AlAs GaAs 계로 이루어진 비대칭 이중 양자우물 구조의 광학적 특성을 photoluminescence, photoluminescence excitation, time-resolved photoluminescence를 통하여 조사하였다. 양자장벽 AlAs의 두께에 따른 특성 변화를 조사하기 위하여 두께를 15$\AA$., 150$\AA$로 제작하였다. 양자장벽이 15$\AA$인 경우 매우 빠른 전자의 관통 현상을 보여 주었으며, 이로 인해 $Al_x/Ga_{1-x}$As의 여기자 재결합에 해당하는 피크가 관찰되지 않았다. AlAs 양자장벽이 150$\AA$인 경우에는 $Al_x/Ga_{1-x}$As양자우물에서 여기자 재결합에 의한 피크가 50ps 이하로 빠른 decay시간을 보여 주었으며 이것은 양자장벽과의 $\Gamma$-X전이에 의한 것으로 사료되었다. GaAs양자우물에서의 luminescence decay는 두 시료 모두 1ns정도 이었으나, 15$\AA$인 경우에는 약 100ps의 rise시간이 존재하였으며 이것은 정공의 관통에 의한 시간으로 판명되었다.

• Current Photovoltaic Research
• /
• 제9권3호
• /
• pp.84-95
• /
• 2021

The power conversion efficiency of Cu₂ZnSnSe₄ (CZTSe) solar cells depends on the absorber layer thickness; however, changes in the characteristics of the cells with varying absorber layer thickness are unclear. In this study, we investigated the changes in the characteristics of CZTSe solar cells for varying absorber layer thickness. Five absorber thicknesses were employed: CZTSe1 2.78 ㎛, CZTSe2 1.01 ㎛, CZTSe3 0.55 ㎛, CZTSe4 0.29 ㎛, and CZTSe5 0.15-0.23 ㎛. The efficiency of the CZTSe solar cells decreased as the absorber thickness decreased, resulting in power conversion efficiencies of 10.45% (CZTSe1), 8.67% (CZTSe2), 7.14% (CZTSe3), 3.44% (CZTSe4), and 1.54% (CZTSe5). As the thickness of the CZTSe absorber layer decreased, the electron-hole recombination at the grain boundaries and the absorber-back-contact interface increased. This caused an increase in the current loss, owing to light loss in the long-wavelength region. In addition, as the thickness of the CZTSe absorber layer decreased, more ZnSe was produced, and the resulting defects and defect clusters led to an open-circuit voltage loss.

• 한국표면공학회지
• /
• 제56권3호
• /
• pp.208-218
• /
• 2023

Photocatalysts are advanced materials which accelerate the photoreaction by providing ordinary reactions with other pathways. The catalysts have various advantages, such as low-cost, low operating temperature and pressure, and long-term use. They are applied to environmental and energy field, including the air and water purification, water splitting for hydrogen production, sterilization and self-cleaning surfaces. However, commercial photocatalysts only absorb ultraviolet light between 100 and 400 nm of wavelength which comprises only 5% in sunlight due to the wide band gap. In addition, rapid recombination of electron-hole pairs reduces the photocatalytic performance. Recently, studies on blackening photocatalysts by laser, thermal, and plasma treatments have been conducted to enhance the absorption of visible light and photocatalytic activity. The disordered structures could yield mid-gap states and vacancies could cause charge carrier trapping. Herein, liquid phase plasma (LPP) is adopted to synthesize Ag-doped black ZnO for the utilization of visible-light. The physical and chemical characteristics of the synthesized photocatalysts are analyzed by SEM/EDS, XRD, XPS and the optical properties of them are investigated using UV/Vis DRS and PL analyses. Lastly, the photocatalytic activity was evaluated using methylene blue as a pollutant.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권6호
• /
• pp.709-714
• /
• 2018

반도체소자의 접합특성에 따라서 분극의 특성이 달라지는 원인을 조사하였다. 반도체소자의 접합특성은 최종적인 반도체소자의 효율과 관련되기 때문에 중요한 요소이며, 효율을 높이기 위해서는 반도체접합 특성을 이해하는 것은 매우 중요하다. 다양한 성질의 접합을 얻기위하여 n형의 실리콘 위에 절연물질인 carbon doped silicon oxide (SiOC) 박막을 증착하였으며, 아르곤 (Ar) 유량에 따라서 반도체기판의 특성이 달라지는 것을 확인하였다. 전도체인 tin doped zinc oxide (ZTO) 박막을 절연체인 SiOC 위에 증착하여 소자의 전도성을 살펴보았다. SiOC 박막의 특성은 플라즈마에 의하여 이온화현상이 일어날 때 Ar 유량에 따라서 이온화되는 경향이 달라지면서 반도체 계면에서의 공핍현상이 달라졌으며, 공핍층 형성이 많이 일어나는 곳에서 쇼키접합 특성이 잘 형성되는 것을 확인하였다. 아르곤 가스의 유량이 많은 경우 이온화 반응이 많이 일어나고 따라서 접합면에서 전자 홀쌍의 재결합반응에 의하여 전하들이 없어지게 되면 절연특성이 좋아지고 공핍층의 전위장벽이 증가되며, 쇼키접합의 형성이 유리해졌다. 쇼키접합이 잘 이루어지는 SiOC 박막에서 ZTO를 증착하였을 때 SiOC와 ZTO 사이의 계면에서 전하들이 재결합되면서 전기적으로 안정된 ZTO 박막을 형성하고, ZTO의 전도성이 증가되었다. 두께가 얇은 반도체소자에서 흐르는 낮은 전류를 감지하기 위해서는 쇼키접합이 이루어져야 하며, 낮은 전류만으로도 전기신호의 품질이 우수해지고 또한 채널층인 ZTO 박막에서의 전류의 발생도 많아지는 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제55권1호
• /
• pp.93-98
• /
• 2017

본 실험에서는 $Cu_2ZnSnS_4$(CZTS) 태양전지의 흡수층 상부에 다양한 조성을 갖는 $Zn(O_x,S_{1-x})$ 버퍼층을 적용하여 특성 변화를 살펴보았다. $Zn(O_{0.76},S_{0.24})$, $Zn(O_{0.56},S_{0.44})$, $Zn(O_{0.33},S_{0.67})$ 그리고 $Zn(O_{0.17},S_{0.83})$의 4가지 단일막의 경우, 전자-정공의 재결합 억제에 유리한 밴드갭 구조를 나타내는 $Zn(O_{0.76},S_{0.24})$ 버퍼층을 소자에 적용했다. $Zn(O_{0.76},S_{0.24})$ 버퍼층을 소자에 적용 시, 흡수층으로부터 S가 버퍼층으로 확산되어 소자 내에서의 버퍼층은 $Zn(O_{0.7},S_{0.3})$의 조성을 나타냈다. CdS 버퍼층의 $E_V$보다 낮은 에너지 준위를 갖는 $Zn(O_{0.7},S_{0.3})$ 버퍼층은 전자-정공 재결합을 효과적으로 억제하기 때문에 CZTS 태양전지의 $J_{SC}$와 $V_{OC}$ 특성을 향상시켰다. 이를 통해 CdS 버퍼층이 적용된 CZTS 태양전지의 효율인 2.75%가 $Zn(O_{0.7},S_{0.3})$ 버퍼층 적용을 통해 4.86%로 향상되었다.

• 공업화학
• /
• 제19권3호
• /
• pp.299-303
• /
• 2008

열경화가 가능한 PPV유도체인 poly[(2,5-dimethoxy-1,4-phenylenevinylene)-alt-(1,4-phenylenevinylene)] (Cross-PPV)를 Heck coupling 반응을 이용하여 합성하였다. Cross-PPV 박막은 $200^{\circ}C$에서 경화 시키면 일반적인 유기용매에 용해되지 않는 불용성의 고분자 박막이 된다. 열경화 전 후의 Cross-PPV의 구조는 FT-IR로 확인하였으며 구조의 차이는 크지 않았다. 경화된 Cross-PPV는 일반적인 유기용매에 대하여 내용매성이 강하다. 순환전압전류법과 흡수분광법으로 측정한 경화된 Cross-PPV의 호모 및 루모 에너지 준위는 각각 -5.11 eV와 -2.56 eV으로 ITO로 부터의 정공주입장벽(hole injection barrier)이 작아(약 0.1 eV) 정공주입층으로 효과적으로 사용 할 수 있다. 호모 및 루모 에너지 준위가 각각 -5.44 eV, -3.48 eV인 poly(1,4-phenylenevinylene-(4-dicyanomethylene-4H-pyran)-2,6-vinylene-1,4-phenylene-vinylene-2,5-bis(dodecyloxy)-1,4-phenylenevinylene) (PM-PPV)을 발광층으로 사용하여 두층의 구조(bilayer structure)를 갖는 소자(ITO/crosslinked Cross-PPV/PM-PPV/Al)를 제작, 특성을 평가한 결과 최대 효율은 0.024 cd/A, 최대 발광세기는 $45cd/m^2$으로 단층형 소자(ITO/PM-PPV/Al)(최대 효율 = 0.003 cd/A, 최대 발광세기 = $3cd/m^2$)에 비하여 매우 월등한 성능을 나타냄을 확인하였다. 또한 두층의 구조를 가지는 다층형 소자의 발광스펙트럼은 단층형 소자의 발광 스펙트럼과 동일하다. 이러한 사실들로 보아 ITO 및 Al에서 주입된 전자는 모두 발광층인 PM-PPV층에서 재결합(recombination)되어 여기자(exciton)가 형성되는 것으로 사료된다.