• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1485_1486
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• 2009

Transparent conductive metal oxide films of $In_{2-x}Sn_xO_3$ (ITiO) and $In_{2-x}Sn_xO_3$ (ITO) were deposited by RF magnetron sputtering at relatively low substrate temperature (~$300^{\circ}C$) and at high rate (~10nm/min). Electrical and optical properties of the films were investigated as well as film structure and morphology, as it is compared with the commercial F:$SnO_2$ (FTO) glass. Near infrared ray transmittance of ITiO is the highest for wavelengths over 1000nm, which can increase dye sensitized compared to ITiO and FTO. Dye-sensitized solar cells (DSCs) were fabricated using the ITiO, ITO and FTO. Photoconversion efficiency ($\eta$) of DSC using ITiO is 5.5%, whereas 5.0% is obtained from DSC with ITO, both at 100mW/$cm^2$ light intensity.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1152-1153
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• 2008

본 연구에서는 Ketjen black을 이용한 DSCs (Dye-sensitized solar cells)용 다공질의 $TiO_2$ nano-powder 제작기술을 제안한다. $TiO_2$ powder는 sol-gel법에 의해 Ti-isopropoxide와 2-propanol을 사용하여 제작되었으며, Ketjen black의 함량(0g$\sim$2g)을 달리하여 제작된 $TiO_2$ nano-powder의 다공성과 입자의 크기, 결정성등의 특성을 고찰하였다. 또한 이러한 $TiO_2$ powder를 paste로 만들어 다른 열처리 온도($100^{\circ}C{\sim}600^{\circ}C$)에서 $TiO_2$ 박막을 이용한 DSCs를 제작한 후 그 효율을 측정하였다. 그 결과 Ketjen black 1g을 함유시켜 만들어진 $TiO_2$ powder의 다공성과 입자 크기가 가장 우수한 것으로 FE-SEM의 측정결과 나타났으며, 500$^{\circ}C$의 열처리 공정을 거쳐 제작된 셀의 효율이 가장 높은 효율인 5.46%를 나타내고 있음을 확인할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제19권1호
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• pp.22-29
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• 2013

본 연구는 염료감응형 태양전지의 구성요소 중 핵심 소재로 주목받고 있는 티타니아($TiO_2$) 나노입자의 크기와 결정구조에 따른 광전 효율을 비교하고자 하였다. 나노입자의 크기는 용매열법(solvothermal method)을 이용하여 출발 용액의 pH를 조절하고 결정구조의 차이는 솔-젤법에 의해 얻어진 무정형의 티타니아를 온도를 달리하여 소성함으로써 조절되었다. 그 결과, 용매법으로는 8.9, 12.8 그리고 20.2 nm의 크기를 가지는 세 종류의 아나타제 티타니아를, 솔-젤법으로는 세 종류의 아나타제-루타일(anatase-rutile) 혼합결정구조를 가지는 티타니아를 얻었다. 여섯 종류의 샘플 중 20.2 nm 크기의 아나타제 결정구조의 티타니아를 광 전극으로 사용한 염료감응형 태양전지 단위 셀에서 8.6%로 가장 좋은 광전 효율을 얻었다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.197-200
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• 2008

본 연구에서는 Ketjen black을 이용한 DSCs (Dye-sensitized solar cells)용 다공질의 $TiO_2$ nano-powder 제작기술을 제안한다. $TiO_2$ powder는 sol-gel연소법에 의해 Ti-isopropoxide와 2-propanol을 사용하여 제작되었으며, Ketjen black의 함량($0g{\sim}2g$)을 달리하여 제작된 $TiO_2$ nano-powder의 다공성과 입자의 크기 결정성등의 특성을 고찰하였다. 또한 이러한 $TiO_2$ powder를 paste로 만들어 다른 열처리 온도($100^{\circ}C{\sim}600^{\circ}C$)에서 $TiO_2$ 박막을 이용한 DSCs를 제작한 후 그 효율을 측정하였다. 그 결과 Ketjen black 1g을 함유시켜 만들어진 $TiO_2$ powder의 다공성과 입자 크기가 가장 우수한 것으로 FE-SEM의 측정결과 나타났으며 또한 이 때의 $TiO_2$ powder는 FT-IR의 측정 결과, Ti-O-Ti의 결합구조를 가진 성분과 $H_2O$ 성분으로 구성되어 있음을 알 수 있었다. 그리고 여러 온도에서 제작된 DSCs 실험 셀 중 $500^{\circ}C$의 열처리 공정을 거적 제작된 셀의 효율이 가장 높은 효율이 5.46%를 나타내고 있음을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1485-1486
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• 2011

A layer of $TiO_2$ thin film less than ~500nm in thickness, as a blocking layer, was coated by sol-gel method directly onto the anode electrode to be isolated from the electrolyte in dye-sensitized solar cells (DSCs). This is to prevent the electrons from back-transferring from the electrode to the electrolyte (I-/I3-). The effects of heat treatment conditions of the gel and as-coated film on the thickness and consolidation to substrate were studied. The flexible DSCs were fabricated with working electrode of Ti thin foil coated with blocking $TiO_2$ layer, dye-attached mesoporous $TiO_2$ film, gel electrolyte and counter electrode of Pt-deposited indium doped tin oxide/polyethylene naphthalate (ITO/PEN). The photo-current conversion efficiency of the cell was 5.3% ($V_{oc}=0.678V$, $J_{sc}=12.181mA/cm^2$, ff=0.634) under AM1.5, 100 mW/$cm^2$ illumination.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.192-194
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• 2006

To elucidate possible challenges for outdoor practical use of dye-sensitized solar cells(DSC), compared with conventional Si solar cells. DSC modules still need the larger area than conventional Si solar modules to attain the same rated output because of lower photoelectron-chemical conversion efficiency. However, using batteries backup systems, the measured data shows that DSCs gathered over 12% more electricity than Si solar cells of the same rated output power in same outdoor condition. Moreover, battery charging time of DSC is about 1 hour faster than same rate of Si solar module. In this paper, 12 single DSC cells prepared for 4 serialized DSC cells was connected in 3 row parallel which have same output power rate of Si solar module. This DSC module was practiced generating characteristic experiment over outdoor daylight condition and applied with PV battery charger by using DC-DC converter. The main advantages of DSC module battery charger as compared with conventional Si solar module one are shorter charge time and lower cost.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권2호
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• pp.179-186
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• 2006

$TiO_2$를 나노튜브(nanotube)와 나노입자(nanoparticle)의 두 가지 형태로 제조하여 닥터 브레이드 방법과 $450^{\circ}C$에서의 소결 공정을 통하여 다공성막으로 제조하였다. 이 다공성막을 작용물질로 사용하여 염료감응형 태양전지를 제조하고 그 특성을 조사하였다. $TiO_2$ 나노입자는 수소화 티탄염 나노튜브를 $180^{\circ}C$에서 24시간 동안 가수열분해 처리함으로써 합성하였다. 이 $TiO_2$ 나노입자를 다공성막으로 사용하여 제작한 염료감응형 태양전지의 에너지 효율(${\eta}$)은 8.07％이며, 개방전압(open-circuit potential, $V_{OC}$), 단락전류(short-circuit current, $I_{SC}$)와 fill factor(FF) 값은 각각 0.81 V, $18.29mV/cm^2$와 66.95％이었다. 나노튜브 $TiO_2$를 제조할 경우에는 NaOH 용액의 농도를 3M과 5M로 변화시켰다. 그 결과 3M NaOH 용액에서 합성된 나노튜브 $TiO_2$를 다공성막으로 사용하여 제작된 염료감응형 태양전지의 에너지 효율(${\eta}$)은 6.19％이었으며, $V_{OC}$, $IV_{SC}$와 FF 값은 각각 0.77 V, $12.41mV/cm^2$와 64.49％이었다. 반면에 5 M NaOH에서는 전자이동성이 좋지 않아 효율이 4.09％로 감소하였다. 본 연구 결과 가수열분해법에 의해 제조한 $TiO_2$ 나노입자로 제조한 염료감응형 태양전지의 효율이 가장 높았다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.424-424
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• 2008

Dye-sensitized Solar Cell (DSC) is a new type of solar cell by using photocatalytic properties of $TiO_2$. The electric potential distribution in DSCs has played a major role in the operation of such cells. Models based on a built-in electric field which sets the upper limit for the open circuit voltage(Voc) and/or the possibility of a Schottky barrier at the interface between the mesoporous wide band gap semiconductor and the transparent conducting substrate have been presented. $TiO_2$ thin films were deposited on the FTO substrate by Nd:YAG Pulsed Laser Deposition(PLD) at room temperature and post-deposition annealing at $500^{\circ}C$ in flowing $O_2$ atmosphere for 1 hour. The structural properties of $TiO_2$ thin films have investigated by X-ray diffraction(XRD) and atomic force microscope(AFM). Thickness of $TiO_2$ thin films were controlled deference deposition time and measurement by scanning electron microscope(SEM). Then we manufactured a DSC unit cells and I-V and efficiency were tested using solar simulator.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1430-1431
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• 2011

To develope the transparent conducting oxide(TCO) films is one of the essential technologies to improve various properties of electro-optical devices such as dye-sensitized solar cells(DSCs). ITiO thin film is considered one of the candidates as TCO electrodes of DSCs because it shows many advantages such as the high transparency in long wavelength range above 700nm and excellent properties of electrical necking between nanoporous TiO2 and ITiO transparent electrode. This paper presents the effect of sputtering processes on the structural, electrical and optical properties of ITiO thin film deposited by r.f. magnetron sputtering. The effect of doping concentration of Ti on the chemical compounds and C axis-orientation properties of were mainly studied experimentally. The morphology and electrical properties were greatly influenced by deposition processes, especially by the doping concentration of Ti. The $3.8{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ of minimum volume resistivity were obtained under the experimental conditions of gas pressure 7mTorr, substrate temperature $300^{\circ}C$, and 2.5% of Ti doping concentration.