• 청정기술
• /
• 제27권1호
• /
• pp.85-92
• /
• 2021

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.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
• /
• pp.1208-1211
• /
• 2008

We study the amorphous In-Ga-Zn-O thin-film transistors (TFTs) properties under monochromatic illumination ($\lambda=420nm$) with different intensity. TFT off-state drain current ($I_{DS_off}$) was found to increase with the light intensity while field effect mobility ($\mu_{eff}$) is almost unchanged; only small change was observed for sub-threshold swing (S). Due to photo-generated charge trapping, a negative threshold voltage ($V_{th}$) shift is also observed. The photofield-effect analysis suggests a highly efficient UV photocurrent conversion in a-IGZO TFT. Finally, a-IGZO mid-gap density-of-states (DOS) was extracted and is more than an order lower than reported value for a-Si:H, which can explain a good switching properties of the a-IGZO TFTs.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제48권2호
• /
• pp.200-204
• /
• 2011

Increase of surface area and decrease of band gap in $TiO_2$ semiconductors are significant to improve the efficiency of water splitting by photoelectrolysis. In this study $TiO_2$ nanotube arrays with ~7 um length and ~100 nm diameter were fabricated by an anodizing technique of titanium foils using DMSO (dimethyl sulfoxide)-based electrolytes. Then to control the band gap of the $TiO_2$ arrays, they were annealed at $550^{\circ}C$ for up to 180 min in $NH_3$ gas ambient. The samples annealed in $NH_3$ gas for 30 min and 60 min showed superior photo-conversion efficiency for water splitting under white and visible light. A $TiO_2$ nanotube annealed in $NH_3$ gas ambient for a period longer than 120 min showed 1 order higher leakage current. It is believed that the decrease of band gap and increase of conductivity in $TiO_2$ nanotube arrays due to $NH_3$ gas treatments result in the superior water-splitting performance.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.453.1-453.1
• /
• 2014

Fluorine-doped tin oxide (FTO), which is commonly used in dye-sensitized solar cells (DSSCs), is a promising material of transparent conducting oxides (TCOs) because of advantages such as high chemical stability, high resistance, high optical transparency (>80% at 550nm), and low electrical resistivity (${\sim}10-4{\Omega}{\cdot}cm$). Especially, dye-sensitized solar cells (DSSCs) have been actively studied since Gratzel's research group required FTO substrate as a charge collector. When FTO substrates are used in DSSCs, photo-injected electrons may experience recombination at interface between dye-bonded semiconductor oxides ($TiO_2$) on FTO substrate and the electrolyte. To solve these problems, one is that because recombination at FTO substrate cannot be neglected, thin $TiO_2$ layer on FTO substrate as a blocking layer was introduced. The other is to control the morphology of surface on FTO substrate to reduce a loss of electrons. The structural, electrical, and optical characteristics of morphology controlled-FTO thin films as TCO materials were analyzed by X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Atomic Force Microscopy (AFM), Hall Effect Measurement, and UV spectrophotometer. The performance of DSSCs fabricated with morphology controlled FTO substrates was performed using Power Conversion Efficiency (PCE). We will discuss these results in detail in Conference.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제34권4호
• /
• pp.1081-1088
• /
• 2013

Two new metal-free organic dyes bridged by anthracene-mediated ${\pi}$-conjugated moieties were successfully synthesized for use in a dye-sensitized solar cell (DSSC). A N,N-diphenylthiophen-2-amine unit in these dyes acts as an electron donor, while a (E)-2-cyano-3-(thiophen-2-yl)acrylic acid group acts as an electron acceptor and an anchoring group to the $TiO_2$ electrode. The photovoltaic properties of (E)-2-cyano-3-(5-((10-(5-(diphenylamino)thiophen-2-yl)anthracen-9-yl)ethynyl)thiophen-2-yl)acrylic acid (DPATAT) and (E)-2-cyano-3-(5'-((10-(5-(diphenylamino)thiophen-2-yl)anthracen-9-yl)ethynyl)-2,2'-bithiophen-5-yl)acrylic acid (DPATABT) were investigated to identify the effect of conjugation length between electron donor and acceptor on the DSSC performance. By introducing an anthracene moiety into the dye structure, together with a triple bond and thiophene moieties for fine-tuning of molecular configurations and for broadening the absorption spectra, the short-circuit photocurrent densities ($J_{sc}$), and open-circuit photovoltages ($V_{oc}$) of DSSCs were improved. The improvement of $J_{sc}$ in DSSC made of DPATABT might be attributed to much broader absorption spectrum and higher molecular extinction coefficient (${\varepsilon}$) in the visible wavelength range. The DPATABT-based DSSC showed the highest power conversion efficiency (PCE) of 3.34% (${\eta}_{max}$ = 3.70%) under AM 1.5 illumination ($100mWcm^{-2}$) in a photoactive area of $0.41cm^2$, with the $J_{sc}$ of $7.89mAcm^{-2}$, the $V_{oc}$ of 0.59 V, and the fill factor (FF) of 72%. In brief, the solar cell performance with DPATABT was found to be better than that of DPATAT-based DSSC.

• 에너지공학
• /
• 제15권2호
• /
• pp.96-106
• /
• 2006

다양한 수소에너지의 생산방법 중에서 진정으로 청정하고 지속가능한 유일한 기술이 물로부터 수소를 획득하는 태양-수소제조 시스템이다. 태양에너지를 활용한 물로부터 수소생산 연구는 1979년 일본 동경대학의 Honda와 Fujishima 교수의 광전기화학적 방법이 성공적으로 제시된 이래로 매우 많은 연구가 진행되어 오고 있다. 이러한 관심은 가시광 광촉매 제조, 광전기화학전지 등의 개발을 유발하였으며, 융합기술의 하나인 바이오-광촉매 복합시스템 구성 등의 연구를 도출시켰다. 본 고에서는 이들 태양의 광에너지를 직접 활용한 물분해 수소생산 기술을 소개하였으나 태양열을 이용한 수소 제조기술은 포함시키지 않았다.

• 한국컴퓨터게임학회논문지
• /
• 제31권4호
• /
• pp.137-144
• /
• 2018

과거 모자이크 기법은 바닥에 천을 깔고 타일을 수작업으로 붙여 제작하였다. 하지만 최근 기술의 발달로 데이터 저장 방식이 아날로그에서 디지털로 발전하여 컴퓨터를 통한 이미지 표현과 변환이 가능해지며 모자이크의 표현 기법 또한 다양하게 발전하고, 디지털로의 예술표현 방식으로도 사용되어지며 공학 분야에서도 그 제작 과정에 대한 연구들이 다양하다. 본 논문에서 제안하는 기법은 나선형으로 실시간 퍼져나가는 결정화(Crystallization)모자이크로 타일요소는 3D석영(Crystal)을 사용한다. 기존 연구들은 대체로 이미지를 좀 더 세밀하게 묘사하기 위함이 연구 목적의 주를 이루고 있지만 본 기법은 시도되지 않았던 나선 드로잉과 결정화를 접목하고 3D 공간에서의 새로운 모자이크 방식을 시도 한다. 또한 제안하는 기법의 대한 검증과 이를 기반으로 게임으로의 발전방향에 대해 모색한다. 본 기법을 바탕으로 제작된 작품 'Spiral Crystallization Photo' 는 MWU Award'18에서 Top27에 선정되었으며 Unite Seoul 2018에서 전시 되었다.

• 한국진공학회지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.147-150
• /
• 2009

Polydimethylsiloxane (PDMS) 기능성 박막을 도입하여 적은 게이트 누설 전류 특성을 가지는 유기트랜지스터를 제작하고 평가하였다. UV/ozone 처리를 하여 PDMS 표면에 위치한 소수성의 메틸 그룹의 화학적 결합을 끊어 친수성 실리콘 산화막 성질로 표면을 변화시키고 선택적인 펜타신 증착을 유도하였다. Off 전압상태 ($V_g-V_t>0$)에서 게이트 전압에 의해 기인하는 누설 전류는 선형영역 ($V_d=-5\;V$)과 포화영역 ($V_d=-30\;V$)에서 ${\sim}10^{-10}$ A의 값을 보여주며 기존의 트랜지스터 보다 개선된 누설 전류 특성을 나타내었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제32권spc8호
• /
• pp.3031-3038
• /
• 2011

Ion-coordinating ruthenium complexes [cis-Ru(dcbpy)(L)(NCS)$_2$, where dcbpy is 4,4'-dicarboxylic acid-2,2'-bipyridine and L is 1,4,7,10-tetraoxa-13-azacyclopentadecane, JK-121, or bis(2-(2-methoxy-ethoxy)ethyl) amine, JK-122] have been synthesized and characterized using $^1H$ NMR, Fourier transform IR, UV/vis spectroscopy, and cyclic voltammetry. The effect of $Li^+$ in the electrolyte on the photovoltaic performance was investigated. With the stepwise addition of $Li^+$ to a liquid electrolyte, the device shows significant increase in the photo-current density, but a small decrease in the open circuit voltage. The solar cell with a hole conductor, the addition of $Li^+$ resulted in a 30% improvement in efficiency. The JK-121 sensitized cells in the liquid and solid-state electrolyte give power conversion efficiencies of 6.95% and 2.59%, respectively, under the simulated sunlight.

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