• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권2호
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• pp.21-26
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• 2015

낮은 열전도도 및 높은 비표면적 특성으로 흡착제 및 가스센서 등 여러 응용 분야로 연구되고 있는 규칙적 메조기공 세라믹 소재는 폐기공 메조기공 구조와 개기공 메조기공 구조로 나뉜다. 이중 폐기공 메조기공 세라믹 소재는 개기공 메조기공 세라믹 소재보다 높은 기계적 특성을 가짐에도 내부에 존재하는 기공을 이용한 비표면적 증가에 한계가 있어 응용에 제약을 가지고 있다. 본 연구팀은 규칙적 폐기공 메조기공 타이타니아($TiO_2$)의 열처리 시간 변화에 따른 입자성장으로부터 폐기공 연결의 도입을 통하여 비표면적을 변화시키는 연구를 수행하고자 하였다. 열처리 시간 증가시 타이타니아 결정상의 변화는 없었으며 입자성장이 일어나게 되면서 기공구조의 무너짐 및 기공의 연결성 증가를 확인할 수 있었다. 24시간 열처리 시료의 경우, 기공률은 36.3%에 34.1%로 감소하였으나 기공의 연결도 증가로 인해 비표면적은 $48m^2/g$에서 $156m^2/g$으로 증가하였다. 이러한 비표면적의 증가는 CO 가스의 감응도 측정을 통하여 감응도가 약 7.4배 증가하는 것으로부터 확인될 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권4호
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• pp.85-90
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• 2017

페로브스카이트 태양전지의 전자수송층(ETL)인 다공성 $TiO_2$에 $TiCl_4$를 흡착시켜 FTO 전극과 광활성층의 직접 접촉을 방지하고, 페로브스카이트 광활성층과 $TiO_2:TiCl_4$ 전자수송층 간의 전자 이동을 쉽게 함으로써 소자의 광전변환 효율을 높이고자 했다. 제작한 페로브스카이트 태양전지의 구조는 FTO/$TiO_2:TiCl_4$/Perovskite($CH_3NH_3PbI_3$)/spiro-OMeTAD/Ag이다. $TiCl_4$ 수용액에 다공성 $TiO_2$를 침지하는 시간을 변화시켜 제작한 소자의 광전기적 특성에 미치는 영향을 비교 평가하였다. $TiO_2:TiCl_4$ 전자수송층을 갖는 페로브스카이트 태양전지의 광전변환효율은 $TiCl_4$ 수용액에 $TiO_2$ 전자수송층을 30분 동안 침지하여 제작한 소자에서 가장 높은 10.46%를 얻었으며, 이는 $TiO_2$만의 전자수송층을 갖는 소자에 비해 27% 향상되었다. SEM, EDS, XPS 측정으로 $TiCl_4$ 흡착으로 인한 $TiO_2$ 층의 다공성 감소와 Cl 성분의 검출, 페로브스카이트 광활성층의 큐브형 모폴로지와 $PbI_2$ 피크의 이동을 관찰하였으며, $TiO_2:TiCl_4$ 층과 페로브스카이트 광활성층이 형성되었음을 확인하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권10호
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• pp.2895-2900
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• 2014

We fabricated quantum dot-sensitized solar cells (QDSSCs) using cadmium sulfide (CdS) and cadmium telluride (CdTe) quantum dots (QDs) as sensitizers. A spin coated $TiO_2$ nanoparticle (NP) film on tin-doped indium oxide glass and sputtered Au on fluorine-doped tin oxide glass were used as photo-anode and counter electrode, respectively. CdS QDs were deposited onto the mesoporous $TiO_2$ layer by a successive ionic layer adsorption and reaction method. Pre-synthesized CdTe QDs were deposited onto a layer of CdS QDs using a direct adsorption technique. CdS/CdTe QDSSCs had high light harvesting ability compared with CdS or CdTe QDSSCs. QDSSCs incorporating single-walled carbon nanotubes (SWNTs), sprayed onto the substrate before deposition of the next layer or mixed with $TiO_2$ NPs, mostly exhibited enhanced photo cell efficiency compared with the pristine cell. In particular, a maximum rate increase of 24% was obtained with the solar cell containing a $TiO_2$ layer mixed with SWNTs.

• 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.