The etching processes of glass in aqueous hydrofluoric acid (HF) solutions were used to improve the current density of solar cell. In this study, the textured glass substrate has been etched by solution and the $TiO_2$ thin films have been prepared on this textured glass. After the $TiO_2$ film deposition the surface has been etched by HF under different concentration and the etched $TiO_2$ thin films had a longer electron lifetime and higher haze ratio as well as light scattering, resulting in 1.7 times increment of dye-sensitized solar-cell(DSSC) efficiency. Increases in the surface root-mean-square roughness of glass substrates from 80 nm to 1774 nm enhanced haze ratio in above 300 nm wavelength. In particular, haze ratio of etched $TiO_2$ films on textured glass showed gradually increasing tendency at 550 nm wavelength by increasing of HF concentration up to 10M, suggesting a formation of crater with various sizes on its surface.
DSSCs (dye-sensitized solar cells) based on $TiO_2/SiO_2$ multi layer AR (anti-reflection) coating on the outer glass FTO (fluorine-doped tin oxide) substrate are investigated. We have coated an AR layer on the surface of a DSSCs device by using an IAD (ion beam-assisted deposition) system and investigated the effects of the AR layer by measuring photovoltaic performance. Compared to the pure FTO substrate, the multi layer AR coating increased the total transmittance from 67.4 to 72.9% at 530 nm of wavelength. The main enhancement of solar conversion efficiency is attributed to the reduction of light reflection at the FTO substrate surface. This leads to the increase of Jsc and the efficiency improvement of DSSCs.
The counter electrode widely used in DSCs (Dye-sensitized Solar Cells) is constructed of conducting glass substrates coated with Pt films, where the platium acts as a catalyst. Pt counter electrodes in DSCs are one important component. It is expected that characteristics of Pt electrodes strongly depend on fabrication process and its surface condition. In this study, Pt counter electrode surface of DSC is deposited by reactive RF magnetron sputtering under the conditions of Ar 5mtorr, RF power of 120w and substrate temperature of $100^{\circ}C$. Surface morphology of Pt electrodes was investigated by FE-SEM and AFM. And this paper shows our recent results and technology to fabricate the new designed cell with Pt electrodes deposited by sputtering method. We have achieved fill factor 65% and photoelectric conversion efficiency around 2.6% as the best results of new designed DSCs structure.
본 연구에서는 티타늄(Ti) 금속 박막을 사용해서 값비싼 산화주석(FTO) 전극을 대체된 염료감응형 태양전지(DSSC)의 제작 방법과 전기적 특성에 대해서 고찰하였다. Ti 박막의 증착 시간을 조절하여 박막의 두께를 변화시켰으며, Ti 박막의 두께가 두꺼워지면서 표면저항은 감소하였다. 대략 190nm 두께에서 FTO 박막의 표면저항과 비슷해짐을 알 수 있었으며, 250nm 두께에서 DSSC의 에너지 변환효율 4.24%로 가장 높았다. 더 나아가 DSSC 모듈을 제작해 평가함으로써 상용화의 가능성을 확인하였다.
In this study, we investigate the deposition characteristics of merocyanine dye(MD) Langmuir-Blodgett(LB) film using quartz crystal microbalance (QCM). The MD optical system mixed with fatty acid was fabricated using LB method. And their optical characteristics were investigated using UV spectroscopy. The optical behavior of MD LB film was investigated asto thermal treatment. The resonant frequency and admittance was measured during dissociation of J-aggregate of MD LB film. As a result, it has been suggested that the J-aggregate dissociation in MD LB film by thermal treatment give rise to transformation of oscillation characteristics of quartz crystal.
한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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pp.314-314
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2006
The FRET property has been extensively studied from the theoretical view points to the practical applications. In case that the donor and acceptor are confined in nanodimension, the FRET effectively occurs, because of their distant dependent characteristic. However, there are no reports concerning FRET with one dimensional (1D) nanomaterial. We have successfully prepared the PMMA nanotubes using vapor deposition polymerization as the platform of FRET. The dye-PMMA composite nanofiber has also been produced without phase separation and any deterioration of properties of the dyes. The PMMA 1D nanocomposite doped two dyes with great spectral overlap between donor and acceptor displayed FRET property.
최근 석유 자원의 고갈로 인하여 요구되는 대체 에너지 개발의 필요성이 대두되고 있다. 그 중 태양에너지는 지구의 생명체가 살아가는 에너지의 근원으로서 매초 800~1000 W에 달하는 에너지양으로 볼 때 태양은 인류가 가장 풍부하게 활용할 수 있는 에너지원이다. 태양에너지를 이용한 염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cells, DSSCs)는 제조원가를 낮출 수 있고, 유리 전극을 이용한 투명한 태양전지를 제조할 수 있어 건물의 유리창등으로 응용할 수 있는 장점이있다. 이러한 태양전지의 에너지 변환 효율을 증가시키기 위한 방법으로 흡착된 염료에서 발생되는 광전자가 전해질의 산화, 환원되는 요오드 이온(I-/I3-)과의 재결합(recombination)현상으로 인해 광전변환효율이 떨어지는 현상이 발생한다. 이에 본 연구는 TiO2 전극 위에 높은 밴드 갭(band-gap)을 가지는 Al2O3 박막을 TriMethylAluminium(TMA) 전구체를 이용한 Atomic Layer Deposition(ALD) 공정을 사용하여 증착, 재결합 방지 효과에 대한 연구를 진행하였다.
염료감응태양전지의 효율을 높이기 위해서, 광전극으로 쓰이는 다공성 $TiO_2$ 후막에 플라즈마원자증착기술(PEALD)과 원자증착기술(ALD)을 이용하여 알루미나($Al_2O_3$)막을 3차원적으로 균일하고 매우 얇게 형성하였다. 이를 통해서 태양빛에 의해 여기된 염료의 전자가 알루미나를 통과(tunneling)하여 $TiO_2$ 전도대로 도입되게 함과 동시에 $TiO_2$ 전도대로 도입된 전자들이 전해질과 염료로 재결합하는 현상을 방지하였다. 결국 이러한 작용에 의해서 염료감응태양전지의 개방전압을 높이는 효과를 관측하였다. 나아가 PEALD와 ALD 두가지 방식으로 형성된 $Al_2O_3$ 껍질층의 특성 차이를 비교 관찰하고 이에 따른 염료감응태양전지의 소자 특성에 미치는 영향을 고찰하였다.
The photocatalytic oxidation of Rhodamine B(RhB) was studied using photocatalytic reactor filled with module of quartz tube. Module of quartz tube consisted of small quartz tube (inner diameter, 1.5 mm; outer diameter, 3 mm) bundle coated with powder $TiO_2$ and uncoated large quartz tube (inner diameter, 20 mm; outer diameter, 22 mm). Two 30 W germicidal lamp was used as the light source and the reactor volume was 0.5 l. The effects of parameters such as the coating materials and numbers, initial concentration, $H_{2}O_2$ dose and metal deposition (Ag, Pt and Fe) and simultaneous application of $H_{2}O_2$ and metal deposition. The results showed that the initial reaction constant of quartz module coated with powder $TiO_2$ was higher 1.4 time than that of the $TiO_2$ sol and optimum coating number is twice. In order to increase reaction rate, simultaneous application of photocatalytic and photo-fenton reaction using Fe coating and dose $H_{2}O_2$ dose increased reaction rate largely.
건물일체형 태양전지는 투명 연료감응형 태양전지 기술을 중심으로 연구개발이 진행되고 있다. 신뢰성-수율 개선 및 대면적화의 필요성 때문에 잘 정립된 박막 공정 기술에 기초하는 Si계 박막 태양전지가 건물일체형 태양전지를 구현할 기술로서 새롭게 조명 받고 있다. Si계 박막 태양전지에 선택적 투과막을 적용하면 가시광선은 태양전지를 투과하고 적외선은 광흡수층으로 반사되기 때문에 투명 태양전지의 변환효율이 향상된다. 본 연구에서는 선택적 투과막의 증착 기술로서 생산성 측면에서 유리한 스퍼터 증착을 이용하여 AlTiO 선택적 투과막을 형성하고 증착 조건을 조절하여 투과율을 향상시켰다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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