염료감응형 태양전지에 사용되기 위한 유기/무기 복합소재를 합성하였다. 다양한 분자량(400, 600, 1,500, 3,400)의 polyethylene glycol의 양 끝단을 ethoxysilane기로 치환하여 전구체를 제조하였으며, 전구체의 졸-겔 반응을 통하여 복합소재를 합성하였다. 전해질막은 유기/무기 복합소재를 NaI 및 $I_2$로 도핑하여 제조하였으며, 제조한 전해질막의 이온전도 특성을 측정하였다. 전해질막의 이온전도도는 원료로 사용한 PEG에 크게 영향을 받았으며 가장 높은 이온전도도는 분자량 1,500의 PEG를 원료로 사용한 전해질 막에서 볼 수 있었다. 복합전해질막은 전도도에 있어서 큰 향상을 보였다. PEO 전해질막에 비하여 분자량 1,500의 PEC로 제조한 복합전해질막은 월등하게 높은 이온전도도를 보였다.
한국정보디스플레이학회 2009년도 9th International Meeting on Information Display
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pp.537-539
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2009
We report the improvement in adhesion of IZO thin films through oxygen ($O_2$) plasma treatment of organic polymer film. In conclusion, the $O_2$ plasma treatment of an organic polymer film was accomplished with improving ca. 1.8 times in adhesion than that of the only general etch treatment on the same organic polymer film.
한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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pp.273-273
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2006
The encapsulation of volatile organic electrolytes is a major challenge in practical applications of the DSSC. Ionic liquid (IL) within polymer electrolytes is an attractive candidate for replacement. Here we used a low viscosity ionic liquid 1-ethyl 3-methylimidazolium thiocyanate in order to modify ionic conductivity (${\sigma}$) of polymer electrolyte ($PEO:Kl/l_{2}$) and hence DSSC efficiency. The doping of IL enhanced ${\sigma}$ and attained maximum (${\sigma}=7.62{\times}10^{-4}S/cm$) at 80 wt% of IL concentration. Beyond this it was harder to get stable films. XRD confirmed that the intensity of the sharp PEO crystalline peaks decreased when IL was added. The DSC studies confirmed the reduction in crystallinity by adding ionic liquid.The efficiency of solar cell using aforesaid material was 0.6 % at 1 sun irradiation.
실리콘 태양전지 제조에 기판으로 사용되는 156 mm 실리콘 웨이퍼의 제작 공정에 적용하기 위한 오존수 세정 메커니즘에 대하여 연구하였다. 이를 위하여 생산 공정에 있어서 제품 불량 및 성능 저하를 유발하는 웨이퍼 표면 오염원을 분석하였으며, 이를 제거하기 위한 오존 세정공정에 대하여 실험하였다. 이 기술을 적용한 결과 미세입자는 94% 이상 제거 되었으며, 잔류 유기물도 45% 이상 더 제거되는 것으로 나타났다.
Perovskite solar cells have exhibited a remarkable increase in efficiency from an initial 3.8% to 26.1%, marking a significant advancement. However, challenges persist in the commercialization of perovskite solar cells due to their low stability with respect to humidity, light exposure, and temperature. Moreover, the instability of the organic charge transport layer underscores the need for exploring inorganic alternatives. In the manufacturing process of the perovskite solar cells' oxide charge transport layer, ultraviolet-ozone (UVO) treatment is commonly applied to enhance the wettability of the perovskite solution. The UVO treatment on metal oxides has proven effective in suppressing surface oxygen vacancies and removing surface organic contaminants. This study focused on the characterization of nickel oxide as the hole transport material in perovskite solar cells, specifically investigating the impact of UVO treatment on film properties. Through this analysis, changes induced by the UVO treatment were observed, and consequent alterations in the device characteristics were identified.
태양에너지를 활용하여 전력을 생산하는 시스템인 Solar water battery는 광전기화학전지와 에너지저장시스템을 결합한 것으로 추가적인 외부 전압 없이 태양에너지의 전환과 저장을 동시에 할 수 있다. Solar water battery는 광전극, 저장전극 그리고 상대전극으로 구성되어 있고, 이들의 선택과 조합은 시스템의 성능과 효율에 있어 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 Solar water battery의 구성요소들을 변화시켜 시스템에 미치는 영향을 알고자 하였다. 상대전극이 방전 시 미치는 영향, 광전극과 저장전극의 전극 재료, 전해질의 종류에 따른 태양에너지 전환 효율과 저장 용량에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 이들의 최적화된 구성(TiO2 : NaFe-PB : Pt foil)에서 15시간동안의 광조사 후의 방전 용량이 72.393 mAh g-1으로 시스템 구성 조건에 따라 광전환/저장 효율이 크게 영향을 받음을 확인 할 수 있었다. 또한, 유기 오염물질을 광전극 반응조내 전해질에 첨가하여 광전하를 효율적으로 분리시킴으로써 광전류 증가시켰으며, 이로 인해 저장용량이 향상되고, 동시에 오염물질도 분해시킬 수 있음을 확인하였다. 이처럼 Solar water battery는 추가적인 외부 전압이 필요없는 새로운 친환경 태양에너지 전환/저장 시스템이며, 나아가 수처리에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
We studied the effects of post-annealing treatment on poly(3-hexylthiophene)(P3HT, donor):[6,6]-phenyl $C_{61}$ butyric acid methyl ester(PCBM, acceptor) blend film as an active layer in the organic solar cells(OSCs). For the formation of the active layer, 3 wt.% P3HT:PCBM solution in chlorobenzene were deposited by spin-coating method. In order to optimize the performance of OSCs, the P3HT crystallization and the redistribution of PCBM cluster at P3HT:PCBM composition as a function of post-annealing condition from room temperature to $200^{\circ}C$ were measured by the Hall effect and the UV-vis Spectrophotometer. We thought that the improved efficiency in the OSCs with post-annealing treatment at $150^{\circ}C$ can be explained by the efficient separation or collection of the photogenerated excitons at donor-acceptor interface by P3HT crystallization.
Film thickness dependent nanostructure evolution by a post annealing was investigated in poly (3-hexylthiophene):phenyl-C61-butyric acid methyl ester(P3HT:PCBM) films for organic solar cells which were fabricated by dichlorobenzene(DCB) solvent. In case of a 70nm thin film, the thermal annealing process affected to slight increment of the P3HT crystals in the surface region. On the other hand, large number of small sized P3HT crystals near the surface region was formed in the 200nm thick film. The solar cell devices showed the 3% power conversion efficiency(PCE) in 1:0.65 and 1:1 ratio(by weight) of P3HT and PCBM in 70nm and 200nm thickness conditions, respectively. Despite to the similar PCE, the short circuit current Jsc was different in 70nm and 200nm devices, which was related to the different nanostructure of P3HT:PCBM after thermal annealing.
페로브스카이트 태양전지는 4차 산업혁명으로 사물인터넷, 가상환경 등의 증가에 따른 전력 수요가 급증하면서 점진적으로 고갈되어가는 석유, 석탄, 천연가스 등의 화석연료를 대체할 태양에너지, 풍력, 수력, 해양에너지, 바이오에너지, 수소에너지 등의 신재생 에너지 분야에서 연구가 활발한 부분이다. 페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트 구조를 가진 유-무기 하이브리드 물질을 사용하는 태양전지 소자로 고효율, 저가의 용액 및 저온 공정으로 기존의 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 장점들이 있다. 기존의 경험적 방법으로 예측한 광흡수층 박막을 최적화하기 위해서 소자 특성 평가를 통해 신뢰도를 검증해야 한다. 그러나 광흡수층 박막 소자 특성 평가 비용이 많이 소요되므로 시험 횟수에 제약이 따른다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 광흡수층 박막 최적화의 보조 수단으로 머신러닝이나 인공지능 모델을 이용하여 명확하고 타당한 모델의 개발과 적용 가능성이 무한하다고 본다. 이 연구에서는 페로브스카이트 태양전지의 광 흡수층 박막 최적화를 추정하기 위하여 서포트 벡터 머신의 선형 커널, 가우시안 커널, 비선형 다항식 커널, 시그모이드 커널의 회귀분석 모델을 비교하여 커널 함수별 정확도 차이를 검증하였다.
Photovoltaic effects in organic solar cell were studied in a cell configuration of ITO/PEDOT:PSS/CuPd(20nm)/$C_{60}$(40nm)/BCP/Al(150nm) at room temperature. Here, the BCP layer works as an exciton blocking layer. The exciton blocking layer must transport electrons from the acceptor layer to the metal cathode with minimal increase in the total cell series resistance and should absorb damage during cathode deposition. Therefore, a proper thickness of the exciton blocking layer is required for an optimized photovoltaic cell. Several thicknesses of BCP were made between $C_{60}$ and Al. And we obtained characteristic parameters such as short-circuit current, open-circuit voltage, and power conversion efficiency of the device under the illumination of AM 1.5.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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