광 산란과 표면 플라즈몬의 협력효과를 나타내는 금속 나노입자가 표면에 위치한 이산화티타늄 나노섬유를 포함하는 염료감응형 태양전지의 산화전극의 제조방법
    1.
    发明公开
    광 산란과 표면 플라즈몬의 협력효과를 나타내는 금속 나노입자가 표면에 위치한 이산화티타늄 나노섬유를 포함하는 염료감응형 태양전지의 산화전극의 제조방법 有权
    金属装饰TIO2 NANOFIBER for DYE SNESITIZED SOLAR CELL:SYNERGISTIC EFFECTS OF LIGHT SCATTERING AND SURFACE PLASMONS

    公开(公告)号:KR1020140007111A

    公开(公告)日:2014-01-17

    申请号:KR1020120073746

    申请日:2012-07-06

    Inventor: 장정식 황선혜

    Abstract: The present invention relates to a method for forming an oxide electrode containing titanium dioxide nanofibers having metal nanoparticles positioned on surfaces thereof and exhibiting a synergistic effect of light scattering and surface plasmon resonance in a dye sensitized solar cell. The titanium dioxide nanofibers are formed to have various sizes, and metal is formed on the surfaces of the titanium dioxide nanofibers through a chemical reduction method, thereby preparing a material exhibiting a synergistic effect of light scattering and surface plasmon resonance. After that, the titanium dioxide nanofibers having metal nanoparticles positioned on surfaces thereof are mixed with a paste containing nano-sized titanium dioxide particles, and the mixture is used to form the oxide electrode of the dye sensitized solar cell, thereby providing a high-efficiency solar cell. The titanium dioxide nanofibers having metal particles positioned on the surfaces thereof restrict the incident solar light, and scatter the light so as to increase the traveling length of the light in the oxide electrode, thereby improving the light current density, increasing the absorption of solar light, and accelerating the speed of electron movement from an exited-state dye to a titanium dioxide conduction band. In this respect, the development of the material exhibiting a synergistic effect of light scattering and surface plasmon resonance can lead to the improvement in the light current density, thereby finally realizing a high-efficiency dye sensitized solar cell.

    Abstract translation: 本发明涉及一种形成含有二氧化钛纳米纤维的氧化物电极的方法,该纳米纤维具有位于其表面上的金属纳米颗粒,并且在染料敏化太阳能电池中具有光散射和表面等离子体共振的协同效应。 二氧化钛纳米纤维被形成为具有各种尺寸,并且通过化学还原方法在二氧化钛纳米纤维的表面上形成金属,从而制备表现出光散射和表面等离子体共振的协同效应的材料。 之后,将具有位于其表面上的金属纳米颗粒的二氧化钛纳米纤维与含有纳米尺寸的二氧化钛颗粒的糊料混合,并且将该混合物用于形成染料敏化太阳能电池的氧化物电极,从而提供高效率 太阳能电池。 具有位于其表面上的金属颗粒的二氧化钛纳米纤维限制入射的太阳光,并散射光以增加氧化物电极中的光的行进长度,从而提高光电流密度,增加太阳光的吸收 并且加速从退出态染料到二氧化钛导带的电子移动速度。 在这方面,显示光散射和表面等离子体共振的协同效应的材料的开发可以导致光电流密度的提高,从而最终实现高效率的染料敏化太阳能电池。

    이산화티타늄-그래핀 다공성 나노섬유 제조방법 및 이를 이용한 염료감응형 태양전지
    2.
    发明授权
    이산화티타늄-그래핀 다공성 나노섬유 제조방법 및 이를 이용한 염료감응형 태양전지 有权
    用于染料敏化太阳能电池的纳米多孔TiO 2 - 石墨烯复合纳米纤维的制备

    公开(公告)号:KR101488598B1

    公开(公告)日:2015-02-02

    申请号:KR1020130067066

    申请日:2013-06-12

    Abstract: 본 발명은 전기 전도성이 높은 그래핀을 이산화티타늄 나노섬유에 도입하여 이산화티타늄-그래핀 다공성 나노섬유를 제조하였다. 이는 기존의 이산화티타늄 나노섬유보다 전자 전달 속도가 더 빨라질 뿐만 아니라, 산화그래핀 내의 수산기, 카르복실기에서의 이산화티타늄의 추가적인 결정핵 생성에 의해 이산화티타늄의 낱알의 개수가 증가하고 이산화티타늄의 낱알 크기가 감소함으로써 나노섬유의 표면적이 획기적으로 향상되어 염료의 흡착량이 증가할 수 있음을 확인하였다. 이를 염료감응형 태양전지에 적용시 광전극의 태양광 이용률과 광전환 효율의 향상을 기대할 수 있게 하였다.

    전기방사법을 이용하여 다른 크기의 기공을 가지는 다공성 이산화티타늄 나노섬유를 제조하고 이를 염료감응형 태양전지의 산화전극 물질로서의 응용

    公开(公告)号:KR101339625B1

    公开(公告)日:2013-12-09

    申请号:KR1020120073755

    申请日:2012-07-06

    Inventor: 장정식 황선혜

    CPC classification number: D01D5/247 B82Y40/00 D01D5/003 D01D10/02 D01F1/02

    Abstract: The present invention relates to production of porous titanium dioxide nanofibers having various sizes of pores using electricity spinning, and application of the same as transparent anode material of dye-sensitized solar cells, and the present invention produces titanium dioxide/silicon dioxide mixed fibers having crystallizability through electric radiation of a titanium dioxide precursor/a silicon dioxide nanoparticle/a silicon dioxide/a polymer solution and a heat-treatment process. Then, etching the silicon dioxide using HF is performed to finally produce titanium dioxide nanofibers. According to the amount of precursors, the present invention can easily regulate pore sizes of titanium dioxide nanofibers and mass-manufacture due to the simple manufacturing method. Moreover, the porous titanium dioxide nanofibers having various sizes of pores produced using the method provide space for improving a surface area, enhancing electron movement speed, maximizing a scattering effect, and smooth flow of an electrolyte so as to improve efficacy of the dye-sensitized solar cells and to be able to be used next-generation energy material having excellent competence in industries in the future.

    Abstract translation: 本发明涉及使用电纺丝生产具有各种尺寸的孔的多孔二氧化钛纳米纤维,并将其应用于染料敏化太阳能电池的透明阳极材料,本发明生产具有结晶性的二氧化钛/二氧化硅混合纤维 通过二氧化钛前体/二氧化硅纳米颗粒/二氧化硅/聚合物溶液的电辐射和热处理工艺。 然后,使用HF进行二氧化硅蚀刻,最后生成二氧化钛纳米纤维。 根据前体的量,由于简单的制造方法,本发明可以容易地调节二氧化钛纳米纤维的孔径和大量制造。 此外,使用该方法制造的具有各种尺寸的孔的多孔二氧化钛纳米纤维提供了改善表面积,提高电子移动速度,最大化散射效应和平滑电解质流动的空间,从而提高染料敏化的 太阳能电池,能够在未来的行业中使用具有优异能力的下一代能源材料。

    폴리비닐피롤리돈의 계면흡착과 졸-겔반응을 이용한 실리카-이산화티타늄 다중 셀 중공구조 나노입자의 제조방법
    4.
    发明授权
    폴리비닐피롤리돈의 계면흡착과 졸-겔반응을 이용한 실리카-이산화티타늄 다중 셀 중공구조 나노입자의 제조방법 有权
    二氧化硅/钛铁合金多孔壳结构纳米粒子的制备利用聚乙烯吡咯烷酮和溶胶凝胶反应在界面中的吸附

    公开(公告)号:KR101444028B1

    公开(公告)日:2014-09-23

    申请号:KR1020130067044

    申请日:2013-06-12

    CPC classification number: B01J13/02 B82B3/0038

    Abstract: The present invention relates to a method for fabricating a silica-titanium dioxide multi shell hollow structure nanoparticle, and provides a method for fabricating a silica-titanium dioxide multi shell hollow structure nanoparticle by adsorbing polyvinylpyrrolidone into a silica-titanium dioxide core-cell nanoparticle through an acid-base reaction, and restrictively performing a reaction on a surface of the silica-titanium dioxide core-cell nanoparticle through a sol-gel reaction of a silica precursor using polyvinylpyrrolidone introduced into the silica-titanium dioxide core-cell nanoparticle. According to the present invention, a silica-titanium dioxide multi shell hollow structure nanoparticle can be easily fabricated by a simple and economical method through a surface sol-gel reaction using polyvinylpyrrolidone. Furthermore, the silica-titanium dioxide multi shell hollow structure nanoparticle that can be fabricated in the present invention, can be fabricated without limitations in terms of the size of a nanocomposite according to the size of a silica-titanium dioxide core-cell that is used for the first time, and without limitations in terms of an empty space and a cell thickness according to an additional amount of silica and titanium dioxide. According to the present invention, the number of cells may be easily increased though a repeated adsorption process of polyvinylpyrrolidone on the surface of titanium dioxide. Therefore, the silica-titanium dioxide multi shell hollow structure nanoparticle fabricated through the method of the present invention can have a maximized surface area and a light scattering characteristic compared to a hollow structure nanoparticle having the same size.

    Abstract translation: 本发明涉及二氧化钛 - 二氧化钛多壳中空结构纳米颗粒的制造方法,提供了通过将聚乙烯吡咯烷酮吸附到二氧化硅 - 二氧化钛核 - 细胞纳米颗粒中而制备二氧化硅 - 二氧化钛多壳中空结构纳米颗粒的方法 酸碱反应,并且通过二氧化硅前体的溶胶 - 凝胶反应在二氧化硅 - 二氧化钛核 - 细胞纳米颗粒的表面上限制性地进行反应,所述二氧化硅前体使用导入二氧化硅 - 二氧化钛核心 - 细胞纳米颗粒的聚乙烯吡咯烷酮。 根据本发明,通过使用聚乙烯吡咯烷酮的表面溶胶 - 凝胶反应,可以通过简单且经济的方法容易地制造二氧化硅 - 二氧化钛多壳中空结构纳米颗粒。 此外,可以根据所使用的二氧化硅 - 二氧化钛核心电池的尺寸,在纳米复合材料的尺寸方面不限制地制造可在本发明中制造的二氧化硅 - 二氧化钛多壳中空结构纳米颗粒 并且根据二氧化硅和二氧化钛的附加量,空隙和细胞厚度方面没有限制。 根据本发明,通过二氧化钛表面上的聚乙烯吡咯烷酮的重复吸附方法,可以容易地增加电池的数量。 因此,与具有相同尺寸的中空结构纳米颗粒相比,通过本发明的方法制造的二氧化硅 - 二氧化钛多壳中空结构纳米颗粒可以具有最大的表面积和光散射特性。

    이산화티타늄 가지가 성장된 이산화티타늄 나노섬유를 산란물질로 포함하는 염료감응 태양전지의 제조방법
    5.
    发明授权
    이산화티타늄 가지가 성장된 이산화티타늄 나노섬유를 산란물질로 포함하는 염료감응 태양전지의 제조방법 有权
    含有分支钛铁纳米纤维的透明太阳能电池的制造作为散射材料

    公开(公告)号:KR101311604B1

    公开(公告)日:2013-09-26

    申请号:KR1020120073732

    申请日:2012-07-06

    CPC classification number: Y02E10/542 H01L31/042 H01L31/18

    Abstract: PURPOSE: A method for fabricating a dye-sensitized solar cell containing branched titania nanofibers as a scattering material is provided to increase a light path by scattering light absorbed by titania nanopaticles in an anode. CONSTITUTION: A titania nanofiber of an anatase crystalline phase is fabricated. The titania nanofiber is added to a mixture solution of a titania precursor, water, and hydrochloric acid. A titania branch of a rutile crystalline phase is grown on the surface of the titania nanofiber. The titania nanofiber with the titania branch is mixed with titania nanoparticle paste. The titania nanoparticle paste is applied to the anode for a dye-sensitized solar cell. [Reference numerals] (AA) Current density/mA cm^-2; (BB) Titanium dioxide nanoparticle; (CC) Titanium dioxide nanoparticle + titanium dioxide nanofiber with titanium dioxide branches grown; (DD) Voltage/mV

    Abstract translation: 目的:提供一种制造含有支链二氧化钛纳米纤维作为散射材料的染料敏化太阳能电池的方法,以通过在阳极中散射由二氧化钛纳米颗粒吸收的光来增加光路。 构成:制造锐钛矿晶相的二氧化钛纳米纤维。 将二氧化钛纳米纤维加入到二氧化钛前体,水和盐酸的混合溶液中。 在二氧化钛纳米纤维的表面上生长金红石结晶相的二氧化钛分支。 将具有二氧化钛分支的二氧化钛纳米纤维与二氧化钛纳米颗粒糊混合。 将二氧化钛纳米粒子糊剂施加到染料敏化太阳能电池的阳极上。 (标号)(AA)电流密度/ mA cm ^ -2; (BB)二氧化钛纳米颗粒; (CC)二氧化钛纳米颗粒+二氧化钛纳米纤维与二氧化钛分枝生长; (DD)电压/ mV

    실리카/이산화티타늄 코어/셀 나노입자를 이용한 금속산화물 나노중공구의 제조 방법
    6.
    发明公开
    실리카/이산화티타늄 코어/셀 나노입자를 이용한 금속산화물 나노중공구의 제조 방법 无效
    使用二氧化硅/钛铁核心/壳纳米粒子制成钛白粉

    公开(公告)号:KR1020130070317A

    公开(公告)日:2013-06-27

    申请号:KR1020110137573

    申请日:2011-12-19

    Abstract: PURPOSE: A fabrication method of nano-hollow spheres using silica/titanium dioxide core/shell nanoparticles is provided to obtain titanium dioxide nano-hollow spheres of 150nm or less of diameters by thermally treating the silica/titanium dioxide core/shell nanoparticles and etching the silica core with hydrofluoric acid. CONSTITUTION: A fabrication method of nano-hollow sphere includes the following steps of: manufacturing silica/titanium dioxide core/shell nanoparticles; drying and thermally treating the silica/titanium dioxide core/shell nanoparticles; and etching the silica core of the thermally treated silica/titanium dioxide core/shell nanoparticles for 10 minutes to 3 hours using a hydrofluoric acid solution. The sizes of the silica/titanium dioxide core/shell nanoparticles are in a range between 10 and 150nm. The thermally treating temperature is in a range between 400 and 700°C. The concentration of the hydrofluoric acid solution is in a range between 0.5 and 5wt%.

    Abstract translation: 目的:使用二氧化硅/二氧化钛核/壳纳米颗粒的纳米中空球的制造方法,通过热处理二氧化硅/二氧化钛核/壳纳米颗粒并蚀刻其直径为150nm或更小的二氧化钛纳米中空球体 硅胶与氢氟酸。 构成:纳米空心球的制造方法包括以下步骤:制备二氧化硅/二氧化钛核/壳纳米颗粒; 干燥和热处理二氧化硅/二氧化钛核/壳纳米颗粒; 并使用氢氟酸溶液将热处理的二氧化硅/二氧化钛核/壳纳米颗粒的二氧化硅核心蚀刻10分钟至3小时。 二氧化硅/二氧化钛核/壳纳米颗粒的尺寸在10至150nm的范围内。 热处理温度在400-700℃的范围内。 氢氟酸溶液的浓度为0.5〜5重量%。

    이산화티타늄-그래핀 다공성 나노섬유 제조방법 및 이를 이용한 염료감응형 태양전지
    8.
    发明公开
    이산화티타늄-그래핀 다공성 나노섬유 제조방법 및 이를 이용한 염료감응형 태양전지 有权
    用于染料敏化太阳能电池的纳米二氧化钛 - 石墨复合纳米纤维的制备

    公开(公告)号:KR1020140144900A

    公开(公告)日:2014-12-22

    申请号:KR1020130067066

    申请日:2013-06-12

    Abstract: 본 발명은 전기 전도성이 높은 그래핀을 이산화티타늄 나노섬유에 도입하여 이산화티타늄-그래핀 다공성 나노섬유를 제조하였다. 이는 기존의 이산화티타늄 나노섬유보다 전자 전달 속도가 더 빨라질 뿐만 아니라, 산화그래핀 내의 수산기, 카르복실기에서의 이산화티타늄의 추가적인 결정핵 생성에 의해 이산화티타늄의 낱알의 개수가 증가하고 이산화티타늄의 낱알 크기가 감소함으로써 나노섬유의 표면적이 획기적으로 향상되어 염료의 흡착량이 증가할 수 있음을 확인하였다. 이를 염료감응형 태양전지에 적용시 광전극의 태양광 이용률과 광전환 효율의 향상을 기대할 수 있게 하였다.

    Abstract translation: 本发明通过将具有高导电性的石墨烯引入二氧化钛纳米纤维来制造多孔二氧化钛 - 石墨烯纳米纤维。 多孔二氧化钛 - 石墨烯纳米纤维具有比常规二氧化钛纳米纤维更快的电子透射速度,通过在石墨烯氧化物和羧基中的羟基上形成二氧化钛的另外的结晶胚珠来增加二氧化钛颗粒的数量 ,并降低单个二氧化钛的尺寸,从而显着改善纳米纤维的表面积,并增加染料的吸附。 当将多孔二氧化钛 - 石墨烯纳诺纤维施加到太阳能电池时,光电极的阳光利用和光转换效率可以增加。

    전기 방사법을 이용한 이산화주석 나노입자를 함유하는 이산화티타늄 나노섬유 제조방법과 자외선하에서 광 촉매로서의 응용
    9.
    发明授权

    公开(公告)号:KR101183745B1

    公开(公告)日:2012-09-17

    申请号:KR1020100125916

    申请日:2010-12-10

    Abstract: 본 발명은 이산화주석 나노입자를 함유하는 이산화티타늄 나노섬유의 제조와 자외선에 반응하는 광 촉매로서의 응용에 관한 것으로, 이산화티타늄 전구체와 이산화주석 전구체 혼합용액을 전기방사법으로 나노섬유를 방사한 뒤, 가수분해 과정과 열처리과정을 통해 이산화주석 나노입자를 함유하는 이산화티타늄 나노섬유를 제조하는 방법을 제공하며, 광 촉매로 이용되었을 경우 우수한 유기물 분해 성능을 보임으로 차세대 광 촉매로의 기능성을 제시하였다.
    본 발명에 따르면, 간단하고 저렴한 전기방사와 그 후 열처리를 통해 이산화주석 나노입자를 함유하는 이산화티타늄 나노섬유를 용이하게 제조할 수 있는 장점을 가진다. 더욱이, 본 발명에서 제조될 수 있는 이산화주석 나노입자를 함유하는 이산화티타늄 나노섬유는 이산화주석 나노입자의 양을 쉽게 조절할 뿐만 아니라, 이산화티타늄 전구체와 이산화주석 전구체 종류에 제한 없이 제조가 가능하다.

    하이드록실기를 포함하는 안정제를 이용한 크기가 제어된 고분산성 이산화티타늄 나노입자의 제조방법
    10.
    发明授权

    公开(公告)号:KR101444029B1

    公开(公告)日:2014-10-14

    申请号:KR1020130067094

    申请日:2013-06-12

    Inventor: 장정식 황선혜

    CPC classification number: C01G23/047 B82Y40/00 C01P2004/64

    Abstract: The present invention relates to a method for manufacturing titanium dioxide nanoparticles by applying a stabilizer including a hydroxyl group in an acid mixed solution, which controls sol-gel reaction speed by difference between the numbers of hydroxyl groups included in the stabilizer to provide a method for manufacturing size tunable titanium dioxide. According to the present invention, the method has an advantage of easily controlling the size and dispersibility of titanium dioxide with a simple and economical method by control of sol-gel reaction speed using a stabilizer. Moreover, the nanoparticles can be manufactured without limits in size and dispersibility depending on the applied amount of the stabilizer.

    Abstract translation: 本发明涉及通过在酸性混合溶液中施加包含羟基的稳定剂来制造二氧化钛纳米颗粒的方法,该方法通过包括在稳定剂中的羟基数之间的差异来控制溶胶 - 凝胶反应速度,以提供一种方法 制造尺寸可调二氧化钛。 根据本发明,通过使用稳定剂控制溶胶 - 凝胶反应速度,通过简单且经济的方法,可以容易地控制二氧化钛的尺寸和分散性。 此外,根据稳定剂的施用量,可以制造尺寸和分散性不受限制的纳米颗粒。

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