목차
1. 서론 1
2. 본론 2
2.1. 3차원 헬릭스 나노 구조 제작방법 2
2.2. 유기태양전지에서의 광전극 2
2.3. 염료감응 태양전지 및 양자점감응 태양전지에서의 광전극 5
2.4. 광전기화학셀에서의 광전극 8
3. 결론 13
참고문헌 13
Fig. 1. 전자빔증착기(e-beam evaporator)에서의 경사각증착법의 원리와 실현가능한 여러 가지 나노 구조의 예. 2
Fig. 2. 경사각증착법의 3차원 헬릭스 나노 구조 조절성. 2
Fig. 3. (a) 이층 박막형태의 유기태양전지 (b) 벌크이종접합 형태의 유기태양전지. 3
Fig. 4. (a) 3차원 ITO 헬릭스 나노 구조 광전극의 굴절률 (b) 박막 구조와 3차원 ITO 헬릭스 나노 구조의 투과도 시뮬레이션 결과. 4
Fig. 5. COMSOL 프로그램을 이용하여 (a) 박막 구조와 (b) 3차원 ITO 헬릭스 나노 구조 광전극의 빛의 산란 시뮬레이션 결과 (전기장의 분포 단위 Vm-1). Inset: 3차원 ITO 헬릭스 나노 구조 광전극에서 ITO 헬릭스 표면으로부터... 4
Fig. 6. 유기반도체층의 빛의 흡수도 측정 결과 (빛의 흡수도는 처음 들어가는 빛의 양에서 반사되는 빛의 양의 차이). Inset: 적분구를 이용하여 반사도를 측정하는 방법. 4
Fig. 7. 3차원 ITO 헬릭스 나노 구조의 (a) XRD pattern과 (b) High-Resolution TEM (HR-TEM) 이미지. Inset: Fourier transformed diffraction pattern. 4
Fig. 8. 제작된 유기태양전지의 (a) J-V 특성과 (b) 파장대에 따른 IPCE, (c) ITO 박막 구조 광전극과 3차원 ITO 헬릭스 나노 구조 광전극이 벌크이종접합 유기태양전지에 적용되었을 때 광흡수와 전하 수집을 보여주는 개념도. 5
Fig. 9. 염료감응 태양전지의 구조 및 작동원리. 5
Fig. 10. 3차원 TiO₂ 헬릭스 나노 구조 광전극의 단면 SEM 사진. inset: 표면 SEM 사진 6
Fig. 11. 3차원 TiO₂ 헬릭스 나노 구조의 (a) XRD pattern (b) HRTEM 사진. Inset: Fourier transformed diffraction pattern 6
Fig. 12. (a) 나노 입자, (b) 나노 막대, (c) 나노 튜브, (d) 3차원 헬릭스 나노 구조 표면에서의 전기장의 세기 및 방향 시뮬레이션 결과. 7
Fig. 13. (a) 3차원 헬릭스 나노 구조 광전극 기반 양자점감응 태양전지의 구조 (b) 전류 밀도-전압 그래프. 7
Fig. 14. 3차원 TiO₂ 헬릭스 나노 구조와 나노 입자 구조 복합체 광전극의 SEM 단면 사진 (b) 여러 두께의 복합체 구조 광전극 기반 염료감응 태양전지의 전류 밀도-전압 특성. 7
Fig. 15. 현재의 수소 생산 방법과 이상적인 광전기화학적 물분해 수소 생산 방법. 8
Fig. 16. 광전기화학셀에서 광전기화학적 물분해의 과정. 8
Fig. 17. 다양한 높이를 가지는 3차원 WO₃ 헬릭스 나노 구조의 광전류 (in 0.5M K₂SO₄ (pH7) under AM1.5G and 1Sun). 9
Fig. 18. (a), (b) 3차원 WO₃ 헬릭스 나노 구조, (c), (d) (W.Mo)-BiVO₄가 코팅된 3차원 WO₃ 헬릭스 나노 구조의 SEM 표면 사진과 단면 사진 (scale bar: 1um). 9
Fig. 19. (a), (b) 3차원 WO₃ 헬릭스 나노 구조와 (c), (d) (W,Mo)-BiVO₄가 코팅된 3차원 WO₃ 헬릭스 나노 구조의 TEM 사진과 HR-TEM 사진 (scale bar: (a), (c) 100nm, (b), (d) 2nm). Inset: Fourier transformed diffraction pattern 10
Fig. 20. 3차원 WO₃ 헬릭스 나노 구조, (W,Mo)-BiVO₄ 박막 구조, (W,Mo)-BiVO₄가 코팅된 3차원 WO₃ 헬릭스 나노 구조의 XRD pattern. 10
Fig. 21. (W,Mo)-BiVO₄가 코팅된 3차원 WO₃ 헬릭스 나노 구조의 charge separation efficiency (in 0.5M K₂SO₃ (pH7.5) under AM1.5G and 1Sun). 10
Fig. 22. (a) specular reflectance와 diffuse reflectance의 개념도 (b) 5.5um WO₃ 박막 구조와 5.5um 3차원 WO₃ 헬릭스 나노 구조의 diffuse reflectance. 11
Fig. 23. Co-Pi, Pt, FeOOH/NiOOH 조촉매를 적용한 (W,Mo)-BiVO₄가 코팅된 3차원 WO₃ 헬릭스 나노 구조 광전극의 (a) dark current density (b) photocurrent density (in 0.5M K₂SO₄ (pH7) under AM1.5G and 1Sun). 11
Fig. 24. 3차원 WO₃ 헬릭스 나노 구조, (W,Mo)-BiVO₄ 박막 구조, (W,Mo)-BiVO₄가 코팅된 3차원 WO₃ 헬릭스 나노 구조, FeOOH/NiOOH 조촉매를 적용한 (W,Mo)-BiVO₄가 코팅된 3차원 WO₃ 헬릭스 나노 구조 광전극의 (a) photocurrent... 12
Fig. 25. (a), (b) (W,Mo)-BiVO₄가 코팅된 3차원 WO₃ 헬릭스 나노 구조 광전극의 광전류 측정 (at 1.2V vs. RHE in 0.5M K₂SO₄ (pH7) under AM1.5G and 1Sun). 12
Fig. 26. 최적화된 (W,Mo)-BiVO₄가 코팅된 3차원 WO₃ 헬릭스 나노 구조 광전극의 광전기화학적 물분해를 통한 수소와 산소의 발생량. 13