초록 ▼

1. 이산화티탄 나노입자의 합성공정 확립
1) 나노입자의 내적변수 제어
2) 나노입자의 외적변수 제어
2. 광학, 전자기적 성질 평가
3. 소자 특성 평가
1) 염료 감응형 태양전지로의 응용
2) 광전자촉매 장치 제조 및 측정
3) 광학적, 전자기적성질의 제어를 통한 광전자 촉매 효율 증대 실현
4) 광학적, 전자기적성질의 제어를 통한 고효율 염료감응형 태양전지 실현
4. 나노 환경 소재의 효율에 보편적으로 영향을 미치는 광학적, 전자기적 성질 확인
5. 실용화 준비
1)

1. 이산화티탄 나노입자의 합성공정 확립
1) 나노입자의 내적변수 제어
2) 나노입자의 외적변수 제어
2. 광학, 전자기적 성질 평가
3. 소자 특성 평가
1) 염료 감응형 태양전지로의 응용
2) 광전자촉매 장치 제조 및 측정
3) 광학적, 전자기적성질의 제어를 통한 광전자 촉매 효율 증대 실현
4) 광학적, 전자기적성질의 제어를 통한 고효율 염료감응형 태양전지 실현
4. 나노 환경 소재의 효율에 보편적으로 영향을 미치는 광학적, 전자기적 성질 확인
5. 실용화 준비
1) 여러 가지 환경오염 물질의 분해
2) 다양한 응용분야에서 응용 가능한 나노입자 물성제어 원천기술 확보

Abstract ▼

Nanoparticles, particularly titanium dioxide nanoparticles, which can be commonly applied to the fields such 3s high-efficient photoelectrocatalytic system and solar cells. Control techniques of the common optical and electromagnetic properties of titanium dioxide nanoparticle should be investigated

Nanoparticles, particularly titanium dioxide nanoparticles, which can be commonly applied to the fields such 3s high-efficient photoelectrocatalytic system and solar cells. Control techniques of the common optical and electromagnetic properties of titanium dioxide nanoparticle should be investigated firstly in order to establish the control techniques of nanoparticle characteristic synthesized reproducibly.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...6
• CONTENTS...8
• 목차...13
• 그림목차...18
• 표목차...25
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...28
• 1 절 기술의 개요 및 연구개발의 목적...28
• 1. 환경산업 (ET) 분야에 있어서 이산화티탄의 응용...28
• 2. 내적변수 (intrinsic variable) 조절을 통한 이산화티탄의 특성향상 기술...28
• 3. 외적변수 (extrinsic variable) 조절을 통한 이산화티탄의 특성향상 기술...28
• 2 절 연구개발의 필요성...29
• 1. 기술적 측면...29
• 2. 경제적 측면...29
• 3 절 목표...30
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...34
• 1 절 국내외 관련기술의 현황...34
• 1. 국외...34
• 2. 국내...34
• 2 절 국내외 유사기술과의 차별성...35
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과...38
• 1 절 연차별 주요 연구 내용...38
• 1. 1차년도...38
• 2. 2차년도...39
• 3. 3차년도...39
• 4. 주요 연구내용 요약...40
• 5. 연구 추진 체계...41
• 2 절 연구 개발 내용 및 결과...42
• 1. 이산화티탄 나노 입자의 합성 및 특성 측정...42
• 가. 내적 변수 제어...42
• (1) 이산화티탄 나노입자의 합성공정 확립...42
• (가) 침전법 (precipitation method)...42
• (나) 솔젤법...45
• (다) 수열합성법...47
• (2) 나노입자의 내적변수 제어...49
• (가) 솔젤법을 이용한 내적변수 제어...49
• (나) 침전법을 이용한 내적변수 제어...60
• (다) 수열합성법을 이용한 내적변수 제어...68
• (3) 광학, 전자기적 성질 평가 및 염료감응형 태양전지 응용...75
• (가) UV-Vis spectroscopy를 이용하여 밴드갭과 광흡수특성 측정...75
• (나) Transient photocurrent 측정을 통한 전자 이동계수의 계산...79
• (다) 염료감응형 태양전지로의 응용...83
• (라) Voc transient를 이용한 life-time 측정...93
• (4) 광전자촉매 시스템 특성 평가...94
• (가) 결정상 제어...94
• (나) 나노 분말 크기 제어...95
• (다) 나노 분말 형상 제어...102
• 나. 외적 변수 제어...104
• (1) 염료감응형 태양전지 특성 평가...104
• (가) Core-shell 형성 및 특성평가...104
• 1) 합성 공정...104
• 2) Core-shell 나노 입자의 물성평가 및 염료감응형 태양전지 특성 평가...105
• 가) MgO shell...105
• 나) $CaCO_3$...115
• (나) Overlayer 형성...122
• 1) Overlayer 형성 방법...122
• 2) 염료감응형 태양전지 특성...124
• (다) 양이온 및 음이온 doping...128
• 1) doping 공정...128
• 2) 염료감응형 태양전지 특성...129
• 가) 양이온 doping...129
• 나) 음이온 doping...141
• (라) 희토류 금속 doping 및 태양전지 특성 평가...144
• (2) 광전자 촉매 시스템 특성 평가...147
• (가) core-shell 형성...147
• (나) overlayer 형성...150
• (다) 양이온 및 음이온 doping...152
• 2. 상관관계 도출...155
• 3. 광전자 촉매 및 염료감응형 태양전지 효율 향상...164
• 가. 광전자 촉매...164
• 나. 염료감응형 태양전지...166
• 다. 기타-염료감응?? 측정...170
• 4. 실용화 준비...171
• 가. 다양한 형태의 분해 대상물 평가법 확립...171
• (1) 액상...171
• (가) 광전자촉매 시스템 개요...172
• (나) 광전자촉매 시스템의 제작 및 구성...173
• 1) 광전자촉매 시스템에 관한 문헌조사...173
• 2) 광전자촉매 시스템의 구성...174
• 가) 광원...175
• 나) 반응조...175
• 다) 전극...176
• 3) 샘플제조 방법...176
• 4) 평가방법 확립...179
• 가) 분해 대상 물질...179
• 나) 분응시간 및 온도...181
• 다) 전해질...182
• 라) 빛의 세기 및 인가 전압...184
• 마) 유기물 분해능의 평가...186
• 바) 광전류의 측정...187
• 사) 성능평가의 신뢰도...187
• (2) 기상-기상 분해 평가 시스템의 구성 및 평가 방법 확립...188
• (가) Gas Chromatography (GC)...189
• (나) Fourier Transform-infra Red (FT-IR)...190
• (3) 고상-고상 분해 평가 시스템의 구성 및 평가 방법 확립...192
• 나. 다양한 환경오염 물질 분해...193
• (1) 액상...193
• (2) 기상...204
• 다. 가시광 광촉매 조성 개발...211
• 라. 시작품 제작...217
• 3 절 요약...220
• 제 4 장 목표 달성도...224
• 1 절 연도별 연구개발 내용 및 평가착안점...224
• 1. 연도별 연구개발 내용 및 범위...224
• 가. 1차년도 연구 내용 및 범위...224
• (1) 이산화티탄 나노입자의 합성공정 확립...224
• (2) 나노입자의 내적변수 제어...224
• (3) 광학, 전자기적 성질 평가...224
• (4) 염료감응형 태양전지로의 응용...224
• 나. 2차년도 연구 내용 및 범위...225
• (1) 나노입자의 외적변수 제어...225
• (2) 광학, 전자기적 성질 평가...225
• (3) 염료 감응형 태양전지로의 응용...225
• (4) 광전자촉매 장치 제조 및 측정...225
• 다. 3차년도 연구 내용 및 범위...226
• (1) 광전자 촉매 효율 증대 실현...226
• (2) 여러 가지 환경오염 물질의 분해...226
• (3) 광학적, 전자기적 성질의 제어를 통한 고효율 염료감응형 태양전지 실현...226
• (4) 나노 환경 소재의 효율에 보편적으로 영향을 미치는 광학적, 전자기적 성질 확인...226
• (5) 다양한 응용분야에서 응용 가능한 나노입자 물성제어 원천기술 확보...226
• 2. 연도별 사업 평가 방법 및 평가 항목...226
• 가. 1차년도 사업의 평가방법 및 평가항목...227
• (1) 이산화티탄 나노입자의 합성공정 확립 및 나노입자의 내적변수 제어...227
• (2) 광학, 전자기적 성질 평가...227
• (3) 염료 감응형 태양전지로의 응용...227
• 나. 2차년도 사업의 평가방법 및 평가항목...227
• (1) 나노입자의 외적변수 제어...227
• (2) 광학, 전자기적 성질 평가...228
• (3) 염료 감응형 태양전지로의 응용...228
• (4) 광전자촉매 장치 제조 및 측정...228
• 다. 3차년도 사업의 평가방법 및 평가항목...228
• (1) 광전자 촉매 효율 증대 실현...228
• (2) 여러 가지 환경오염 물질의 분해...229
• (3) 광학적, 전자기적 성질의 제어를 통한 고효율 염료감응형 태양전지 실현...229
• (4) 나노 환경 소재의 효율에 보편적으로 영향을 미치는 광학적, 전자기적 성질 확인...229
• (5) 다양한 응용분야에서 응용 가능한 나노입자 물성제어 원천기술 확보...229
• 2 절 연도별 세부연구목표 달성내용 및 3. 3차년도...232
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...236
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...240
• 제 7 장 참고문헌...248
• 별첨 공개세미나...254