| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2015년 가을 (11/25 ~ 11/27, 부산 해운대그랜드호텔) |
| 권호 | 21권 2호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 |
| 제목 | 나노임프린트 리소그래피를 이용한 TiO2/WO3 heterostructure의 광전극 제작 및 이를 통한 물 분해 |
| 초록 | 오늘날 태양에너지는 친환경적, 무한한 이용가능성으로 인해, 대체에너지 자원 중 가장 각광받고 있는 에너지원 이다. 물 분해를 통한 수소생산은 태양에너지를 이용한 여러 기술 중 하나로써, 활용 가능성이 높은 기술이다. 수소를 생산하기 위해서는 빛에너지를 흡수하여 전기를 생산해 낼 수 있는 TiO2, Fe2O3, WO3그리고 BiVO4와 같은 특수한 반도체 물질이 필요하다. 그 중에서도 TiO2 는 저렴함과 안정성을 바탕으로 광전극 뿐만 아니라, DSSC, Perovskite 와 같은 소자제작에도 널리 쓰이고 있다. 하지만, TiO2 는 3.2eV 라는 높은 밴드갭 에너지 때문에 380nm 이하의 자외선 영역대의 빛만 흡수 할 수 있고, 이는 태양에너지의 4%정도에 해당되는 아주 적은 양에 속한다. 따라서 본 연구 에서는 제한된 빛의 흡수범위를 가시광선영역까지 증가시키기 위하여 두 가지 이상의 메탈 옥사이드 물질을 이용한 광전극을 제작하였다. 본 연구 에서는 TiO2, WO3 두가지 물질을 이용한 heterostructure의 광전극을 제작하였다. 우선 TiO2, WO3 각각의 나노파티클 분산용액을 투명전극위에 나노임프린팅 리쏘그래피를 이용하여 마이크로 패턴을 제작하였다. 그 후 고온에서 열처리를 해주어 결정성을 향상 시키고 그 후 TiO2 nanorods를 성장시켜 전자의 이동이 원활하게 해주었다. 제작한 소자의 광전류와 효율은 Solar simulator 와 IPCE를 통해 측정 하였다. 측정 결과 TiO2 단일 물질을 이용한 소자 보다 WO3/TiO2 heterostructure 로 형성한 결과, 가시광 영역에서 2배 이상의 효율이 측정되었다. |
| 저자 | 이헌, 김재헌, 남다연, 변민섭, 정필훈, 성영훈, 허주혁, 김양두, 최학종, 문성진 |
| 소속 | 고려대 |
| 키워드 | 광전극; 물분해; WO<SUB>3</SUB>/TiO<SUB>2</SUB> heterostructure; 나노임프린팅 리쏘그래피 |
