KR20220163169A - 광전기 분해를 위한 3중 접합 다공성 광음극 및 이의 제조 방법 - Google Patents
광전기 분해를 위한 3중 접합 다공성 광음극 및 이의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220163169A KR20220163169A KR1020210071742A KR20210071742A KR20220163169A KR 20220163169 A KR20220163169 A KR 20220163169A KR 1020210071742 A KR1020210071742 A KR 1020210071742A KR 20210071742 A KR20210071742 A KR 20210071742A KR 20220163169 A KR20220163169 A KR 20220163169A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- support
- photocathode
- triple
- type semiconductor
- porous
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 26
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 10
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 5
- 229910020366 ClO 4 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 13
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical group [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 14
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 12
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 10
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 9
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 8
- 238000000970 chrono-amperometry Methods 0.000 description 7
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000157 electrochemical-induced impedance spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001122767 Theaceae Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L dimercury dichloride Chemical class Cl[Hg][Hg]Cl ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000002659 electrodeposit Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- -1 put KClO 4 50mM Substances 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/052—Electrodes comprising one or more electrocatalytic coatings on a substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
- C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/50—Processes
- C25B1/55—Photoelectrolysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
- C25B11/075—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of a single catalytic element or catalytic compound
- C25B11/087—Photocatalytic compound
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/032—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
기존의 보호층과 달리 안정성 개선과 광전류 전환효율 증가를 모두 이룰 수 있는 광전기분해를 위한 3중 접합 다공성 광음극이 개시된다. 상기 3중 접합 다공성 광음극은, 지지체, 상기 지지체의 표면에 적층되며 다공성 구조를 갖는 p-형 반도체 혼합층, 및 상기 p-형 반도체 혼합층의 표면에 적층되는 적어도 1단인 보호층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 광음극 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 기존의 보호층과 달리 안정성 개선과 광전류 전환효율 증가를 모두 이룰 수 있는 3중 접합 다공성 광음극 및 이의 제조 방법에 대한 것이다.
수소 이용기술은 높은 친환경성으로 인하여 수소 연료전지를 이용한 차량의 모터, 수소연료전지 발전소에서 이용되고 있다. 수소 연료전지 내에서 이수소와 이산소가 반응하여 물을 생성하고, 전자는 산화전극에서 외부 도선을 통해 환원전극으로 이동하면서 전기 에너지를 발생시킨다. 그런데, 이러한 수소 이용기술은 상당히 효율적이고 친환경적이지만, 이에 필요한 이수소 생산에 큰 어려움이 있다.
대표적인 이수소 생산방식으로 신재생 에너지를 이용한 방법이 있지만, 불규칙한 발전량과, 생산과 소비 시점 간 불일치 등의 문제를 갖고 있다.
현재 사용 중인 천연가스를 이용한 이수소 생산방식은 경제적 가치가 있지만, 수소 이용 기술과 상반되게 환경 오염을 초래한다.
한편, 경제적 효율을 높이며 친환경적인 이수소 생산 방식으로 광전기분해가 연구되고 있다. 이는 빛을 직접 사용한 전기분해이다. 이는, 빛을 이용해 전류를 생성시키고, 전류를 이용한 전기분해를 통해 산화환원반응을 일으킨다.
광전극은 반도체로 이루어짐으로써 빛을 흡수하여 공유대(valence band)로부터 전도대(conduction band)로 전자를 여기시키고, 이때 생성된 전자-홀의 엑시톤(exciton)을 형성하며 상대전극과는 외부회로로 연결되어 있다. 두 전극은 수용액 전해질과 접촉하게 된다.
한편, 광전극이 n-type 반도체일 경우, 광전극에서는 산화반응으로 산소가, 상대전극에서는 환원반응이 유발되어 수소가 발생하게 된다. 만약 광전극이 p-type 반도체일 경우, 그 반대의 반응이 일어난다.
수소생산을 위한 광전극의 재료로 광촉매 소자에 쓰이는 금속 산화물을 주로 이용한다. 그 예로, 산화구리가 있다. 이는, 높은 에너지 전환 효율을 보이지만, 광부식으로 인해 지속성에 문제를 갖는다. 이러한 광부식을 방지하기 위해 광전극과 전해질 사이의 접촉을 방지하기 위해 보호층을 추가하게 된다.
그런데, 기존의 광전극들은, 보호층을 추가함으로써, 안정성이 개선되었지만, 광전류 전환효율이 감소된 것을 관찰할 수 있었다.
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 기존의 보호층과 달리 안정성 개선과 광전류 전환효율 증가를 모두 이룰 수 있는 광전기분해를 위한 3중 접합 다공성 광음극 및 이의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 서로 다른 밴드갭을 갖는 특성을 이용해, 전자 분리가 잘 되는 구조를 갖는 광전기분해를 위한 3중 접합 다공성 광음극 및 이의 제조 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 기존의 보호층과 달리 안정성 개선과 광전류 전환효율 증가를 모두 이룰 수 있는 광전기분해를 위한 3중 접합 다공성 광음극을 제공한다.
상기 3중 접합 다공성 광음극은,
지지체;
상기 지지체의 표면에 적층되며 다공성 구조를 갖는 p-형 반도체 혼합층; 및
상기 p-형 반도체 혼합층의 표면에 적층되는 적어도 1단인 보호층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 지지체의 재질은 FTO( Fluorine doped tin oxide) 유리, Cu 호일(foil), Ti 호일, ITO(Indium tin oxide) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 p-형 반도체 혼합층은 CuO와 CuFeO2, Cu2O와 CuFe2O4, 및 Cu2O와 NiFe2O4 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 p-형 반도체 혼합층의 두께는 4μm 내지 8μm인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보호층 중 1단의 두께는 0.1μm 내지 0.2μm인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보호층의 재질은 TiO2 또는 NiO인 것을 특징으로 한다.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, (a) 준비된 지지체를 에탄올에 넣고 제 1 일정 시간 동안 1차 세척을 실행하는 단계; (b) 상기 1차 세척후 상기 지지체를 1차 증류수로 2차 세척을 실행하는 단계;
(c) 1차 혼합 용액을 상기 지지체에 전착시켜 다공성 구조를 갖는 p-형 반도체 혼합층을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 p-형 반도체 혼합층의 표면상에 2차 혼합 용액을 로딩하여 적어도 1단인 보호층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3중 접합 다공성 광음극의 제조 방법을 제공한다.
이때, 상기 제 1 일정 시간은 10분인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 1차 혼합 용액은 KClO4 50mM, Cu(NO3)2·3H2O 4mM, Fe(ClO4)3·H2O 12mM 및 2차 증류수로 구성되며, 상기 2차 증류수의 비저항값은 18MΩ.cm인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전착은 크로노 암페로 메트리(chronoamperomety) 방식을 이용해 SCE전극이 갖고있는 전압 대비 -0.36V를 2시간동안 가해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전착시 상기 지지체는 100rpm(revolutions per minute)으로 스티어링되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 전착후, 상온에서 상기 지지체를 건조하는 단계; 및 상기 건조후, 공기중에서 상기 지지체를 650℃로 소결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 2차 혼합 용액은 C12H28O4Ti(Titanium(IV) isopropoxide) 0.1M 과 C3H8O(Isopropyl alcohol)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (d) 단계는, 상기 2차 혼합 용액의 로딩전에 상기 지지체를 400rpm으로 10분간 스티어링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로딩하는 로딩양은 cm2 당 60μL(L은 리터이다)인 것을 특징으로 한다.
또한, 스핀코터를 이용하여 상기 지지체를 공기중에서 2000rpm으로 15초간 회전시킴으로써 상기 2차 혼합 용액은 p-형 반도체 혼합층의 상기 표면상에 도포되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (d) 단계는, 상기 지지체를 공기중에서 2시간 동안 500℃로 소결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 보호층을 추가함으로써, CuO와 TiO2의 p-n 접합으로 전자-정공 재결합률을 줄이고, 임피던스를 줄이고, 흡광도를 높일 수 있다. 이 현상은 보호된 전극에서 광전류가 증가하는 현상을 설명해준다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 보호층을 추가함으로써, 약120분간의 실험에서 광전류의 감소가 일어나지 않았고, 실험 후, 광전극의 측면을 주사형 전자 현미경으로 관측해본 결과 보호층을 추가할 경우 형태의 변환이 일어나지 않았다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 보호층을 추가할 경우 ICP-MS(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry)를 이용한 전해질 내 구리의 농도 또한 70% 이상 감소했다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 CuO/CuFeO2 광음극에 TiO2 보호층을 추가함으로써 전극이 전해질과 접촉하지 않으므로, 광부식 현상이 줄어들게 되고, 전자와 양성자와의 반응 효율은 증가하게 되어 효율 증가와 광안정성 증가를 모두 이루게 된다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 친환경적인 광전기 분해를 이용한 수소 생성 및 수소 저장기술을 통해, 수소 에너지를 이용한 전력생산이 가능하다는 점을 들 수 있다.
도 1은 일반적인 광전기 분해 반응기의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광음극의 단면도이다.
도 3은 도 2의 광음극에 보호층을 적층한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 p-형 반도체 혼합층 제조 과정을 보여주는 공정도이다.
도 5는 도 4에 도시된 공정이후, 보호층 합성 및 퇴적 과정을 보여주는 공정도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 광음극의 XRD(X-ray Diffraction) 그래프이다.
도 7 내지 9는 본 발명의 일실시예에 따른 광음극의 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 제조 공정 중간 단계후의 광음극의 주사형 전자 현미경 이미지이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 제조 공정 최종 단계후의 광음극의 주사형 전자 현미경 이미지이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 광음극 밴드들의 패턴들에 대한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 전기화학적 임피던스 분광법으로 분석한 결과이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 보호층을 추가하기 전과 후의 흡광도를 나타낸 그래프이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 2개의 크로노 암페로 메트리 곡선이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 12시간의 실험전과 후의 주사형 전자 현미경 이미지이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광음극의 단면도이다.
도 3은 도 2의 광음극에 보호층을 적층한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 p-형 반도체 혼합층 제조 과정을 보여주는 공정도이다.
도 5는 도 4에 도시된 공정이후, 보호층 합성 및 퇴적 과정을 보여주는 공정도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 광음극의 XRD(X-ray Diffraction) 그래프이다.
도 7 내지 9는 본 발명의 일실시예에 따른 광음극의 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 제조 공정 중간 단계후의 광음극의 주사형 전자 현미경 이미지이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 제조 공정 최종 단계후의 광음극의 주사형 전자 현미경 이미지이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 광음극 밴드들의 패턴들에 대한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 전기화학적 임피던스 분광법으로 분석한 결과이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 보호층을 추가하기 전과 후의 흡광도를 나타낸 그래프이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 2개의 크로노 암페로 메트리 곡선이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 12시간의 실험전과 후의 주사형 전자 현미경 이미지이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 "전체적"으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면(또는 전면)에 형성되어 있는 것 뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 광전기 분해를 위한 3중 접합 다공성 광음극 및 이의 제조 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 광전기 분해 반응기(100)의 개념도이다. 도 1을 참조하면, 반응기(100)는, 전해질 (110), 광양극(120), 광음극(130), 양성자 교환 멤브레인(140), 도선(150) 등으로 이루어진다.
전해질(110)은 Na2SO4 완충제나 인산염 완충제(phosphate buffer)를 이용할 수 있다.
양성자 교환 멤브레인(140)은 나피온(Nafion)(C7HF13O5S. C2F4)을 이용하여, 광양극(120)과 광음극(130)을 분리한다.
전체 동작원리로는, 광양극(120)에서 빛을 흡수하여 공유대로부터 전도대로 전자를 여기시키고, 정공은 광양극(120)표면에서 전해질(110)의 물분자와 반응하여 다음 수식에 따라, 이산소와 양성자를 생성시킨다.
여기서, NHE는 Normal Hydrogen Electrode(표준 수소 환전 전위)이다.
생성된 양성자는 양성자 교환 멤브레인(140)을 통해 광음극(130) 전해질로 확산되고, 전자는 도선(150)을 통해 광음극(130)으로 이동하게 된다. 전자의 이동으로 인해 광전류가 발생된다.
이때, 광음극(130)에서 광양극(120)에서와 같은 원리로 전자와 정공이 생성되고, 전자는 광음극(130)의 표면에서 앞에서 언급한 양성자와 반응하여 다음 수식에 따라 이수소를 생성시킨다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광음극(130)의 단면도이다. 도 2를 참조하면, 광음극(130)은 지지체(210) 및 지지체(210)의 표면에 적층되는 p-형 반도체 혼합층(220)으로 구성된다. 지지체(210)는 FTO( Fluorine doped tin oxide) 유리가 사용되나 이에 한정되는 것은 아니며, Cu foil, Ti foil, ITO(Indium tin oxide) 등이 사용될 수 있다.
p-형 반도체 혼합층(220)은 CuO와 CuFeO2가 혼합된 층으로 존재한다. p-형 반도체 혼합층(220)의 두께는 약 4μm와 8μm사이이며, 특히 약 6μm이다. CuO와 CuFeO2가의 혼합이외에도, Cu2O와 CuFe2O4, Cu2O와 NiFe2O4 등도 가능하다.
지지체(210)의 두께는 4~5 μm이다.
도 3은 도 2의 광음극에 보호층을 적층한 개념도이다. 도 3을 참조하면, 제 1 예시(310)는 1단의 보호층(301)이 p-형 반도체 혼합층(220)의 표면상에 적층된 것을 보인 것이다. 제 2 예시(320)는 2단의 보호층(301,302)이 p-형 반도체 혼합층(220)의 표면상에 적층된 것을 보인 것이다. 즉, 제 1 보호층(301) 및 제 2 보호층(302)이 순차적으로 적층되어 형성된다.
제 3 예시(330)는 3단의 보호층(301,302,303)이 p-형 반도체 혼합층(220)의 표면상에 적층된 것을 보인 것이다. 제 1 내지 제 3 보호층(301 내지 303)은 TiO2 등으로 이루어진다. TiO2 이외에도 NiO도 가능하다.
제 1 내지 제 3 보호층(301 내지 303)의 두께는 0.1μm 와 0.2μm 사이, 특히 0.15μm이다. 따라서, 3중 접합이 된다. 부연하면, CuO 와 CuFeO2가 혼합되어 heterojunction 구조가 되고, 그 위에 TiO2 층을 코팅하여 p-n 접합으로 인해 세가지 물질의 접합이 일어났다는 것을 의미한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 p-형 반도체 혼합층 제조 과정을 보여주는 공정도이다. 도 4를 참조하면, 지지체(210), 즉 FTO( Fluorine doped tin oxide) 유리를 준비하고, 이를 에탄올에 넣은 후 약 10분간 초음파 세척을 한다(단계 S410,S420).
이후, 증류수로 2차 세척을 수행한다(단계 S430).
이후, KClO4 50mM, Cu(NO3)2·3H2O 4mM, Fe(ClO4)3·H2O 12mM 및 3차 증류수(18MΩ.cm)로 구성된 1차 혼합 용액을 준비하고, 이 1차 혼합 용액을 크로노 암페로 메트리(chronoamperomety) 방식을 이용해 지지체(210)에 전착시킨다(단계 S440). 이때, 지지체(210)에 -0.36V 대(vs.) 포화 카로멜 전극(SCE: Saturated calomel electrode) 전압을 2시간 동안 가해 1차 혼합 용액을 전착시킨다. 부연하면, SCE전극은 기준전극으로써, SCE전극이 갖고있는 전압 대비 -0.36V를 인가한다는 의미이다.
또한, 3차 증류수는 용매로써 3차 증류수에 KClO4 50mM, Cu(NO3)2·3H2O 4mM, Fe(ClO4)3·H2O 12mM를 넣고, 전극 1cm2 당 50mL의 용액을 필요로한다.
물론, 전착시 100rpm(revolutions per minute)으로 지지체(210)를 스티어링해준다.
전착이 완료되면, 상온에서 약 12 내지 24시간 동안 충분히 건조시키며, 이후 공기중에서 3시간 동안 650℃로 소결한다(단계 S450).
도 5는 도 4에 도시된 공정이후, 보호층 합성 및 퇴적 과정을 보여주는 공정도이다. 도 5를 참조하면, C12H28O4Ti(Titanium(IV) isopropoxide) 0.1M 과 C3H8O(Isopropyl alcohol)로 구성된 2차 혼합 용액을 준비한다(단계 S510). 부연하면, Isopropyl alcohol은 용매로써 Isopropyl alcohol을 용매로 사용하고 C12H28O4Ti(Titanium(IV) isopropoxide) 0.1M를 농도에 맞게 투입한다.
이후, 지지체(210)를 400rpm으로 10분간 스티어링 해준 후, p-형 반도체 혼합층(220)상에 2차 혼합용액을 올려준다(단계 S520). 이때, 로딩양은 cm2 당 60μL(L은 리터이다)이다.
이후, 스핀코터(Spin coater)(미도시)를 이용해 지지체(210)를 공기중에서 약 2000rpm으로 약 15초간 회전시켜, 2차 혼합 용액이 p-형 반도체 혼합층(220)의 표면상에 균일하게 도포되도록 한다(단계 S530).
이후, 공기중에서 2시간 동안 500℃로 소결한다(단계 S540).
단계 S510 내지 S540을 1회 실행하면, 제 1 보호층(301)이 형성된다. 따라서, 총 세 번 반복 시 3단의 보호층(301 내지 303)이 형성된다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 광음극의 XRD(X-ray Diffraction) 그래프이다. 도 6을 참조하면, x축은 각도이고, y축은 세기이다. 보호층 합성전 곡선(610), 보호층 합성후 곡선(620)이 도시된다.
도 7 내지 9는 본 발명의 일실시예에 따른 광음극의 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 그래프이다. 도 7을 참조하면, Cu의 오리지널 곡선(710), Fit 곡선(720), CuO 곡선(730), CuFeO2 곡선(740)이 도시된다. 도 8은 Fe의 피크을 보여주며, 도 9는 Ti의 피크를 보여준다. 따라서, 도 6 및 도 7 내지 9의 각 곡선의 피크를 확인함으로써 CuO, CuFeO2 그리고 TiO2가 모두 존재함을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 제조 공정 중간 단계후의 광음극의 주사형 전자 현미경 이미지이다. 도 10을 참조하면, 확대전 이미지(1010)와 확대후 이미지(1020)가 도시된다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 제조 공정 최종 단계후의 광음극의 주사형 전자 현미경 이미지이다. 도 11을 참조하면, 확대전 이미지(1110)와 확대후 이미지(1120)가 도시된다.
p-형 반도체 혼합층(220) 및 보호층(301 내지 303)의 전자 현미경 이미지를 보면 보호층(301,302,303) 추가 이후 얇은 투명막이 생성된 것을 확인할 수 있다. 또한, 다공성 구조를 확인할 수 있다. 이러한 다공성 구조는, 단위면적 대비 표면적이 넓기 때문에, 광 흡수율이 높고, 전해핵의 양성자와 전극의 전자의 반응 부위인 전극/전해질의 계면을 최대화하여 유리하다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 광음극 밴드들의 패턴들에 대한 도면이다. 도 12를 참조하면, 이론적으로 p-형 제 1 반도체인 CuFeO2 전도대의 하단 에너지가 p-형 제 2 반도체인 CuO 전도대의 하단 에너지보다 크기 때문에, 전자의 전해질로의 이동이 쉽다는 것을 알 수 있다.
또한, n-형 제 3 반도체인 TiO2의 전도대 하단 에너지는 양성자의 이수소로의 환원을 위한 에너지보다 더 크고, p-형 제 2 반도체의 전도대 하단보다 작기때문에, 태양광(1210)의 흡수에 따라 전자가 광음극의 표면으로 쉽게 이동하여 양성자와 반응하여 이수소 생성이 가능하다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 전기화학적 임피던스 분광법으로 분석한 결과이다. 도 13을 참조하면, x축은 임피던스의 실수부(Zre)이고, y축은 임피던스의 허수부(Zim)이다. 따라서, 어두울때(dark)와 밝을때(light)의 임피던스가 도시된다.
따라서, 도 13에서 반원의 지름은 전하 운반저항을 나타내고, 반원의 지름이 작을수록 저항이 적다는 것을 알 수 있다. 이를 통해, 보호층을 추가함으로써, 광음극의 저항이 줄어들어 전자의 이동이 활발하게 일어남을 알 수 있다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 보호층을 추가하기 전과 후의 흡광도를 나타낸 그래프이다. 도 14를 참조하면, 보호층 추가전의 흡광도 곡선(1420)에 비해 보호층 추가후의 흡광도 곡선(1420)이 위쪽에 위치함을 알 수 있다. 따라서, 보호층을 추가함으로써, 자외선과 가시광선 영역의 흡광도가 증가함을 확인할 수 있었다. 이는, 헤테로정션 시 적색편이 현상으로, 사용하는 p-형 반도체 혼합층(도 2의 220)의 작은 밴드 갭 폭을 이용해, 광전류 전환효율을 더 높일 수 있다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 2개의 크로노 암페로 메트리 곡선이다. 도 15를 참조하면, 보호층이 없는 크로노 암페로 메트리 곡선(1520)과 보호층이 있는 크로노 암페로 메트리 곡선(1510)이 도시된다. 즉, 보호 층에 의해 보호되지 않은 CuO/CuFeO2, 그리고 보호층에 의해 보호된 TiO2/CuO/CuFeO2 광음극의 시간당 전류를 나타낸다. 크로노암페로메트리는 -0.60V 대 Ag/AgCl에서, pH 6.5에서 수행된다.
빛을 켠(light on) 후, 안정화가 이루어진 후, 보호층이 없는 곡선(1520)은 시간이 지남에 따라 전류가 감소함을 알 수 있다. 이는 CuO와 CuFeO2 모두 시간이 지남에 따라 광부식이 이루어지고, 이는 광전극으로부터 떨어져 나와 전해질을 오염시키고, 광전류 전환효율을 감소시킨다.
이에 반해, 보호층에 의해 보호된 광전극의 경우, 보호층이 없는 광전극에 비해 전류가 60% 이상 증가하였고, 120분 동안의 실험에서 전류의 감소가 나타나지 않았다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 12시간의 실험전과 후의 주사형 전자 현미경 이미지이다. 도 16을 참조하면, 광전극의 안정성은 12시간의 실험 전과 후의 주사형 전자 현미경 이미지에서도 확인이 가능하다. 부연하면, 보호되지 않은 CuO/CuFeO2 광음극의 경우, 실험 전의 다공성의 구조에서 실험 후 평평한 구조로 변했지만, TiO2/CuO/CuFeO2 광음극의 경우 실험 전의 다공성 구조가 유지되는 것을 확인할 수 있었다.
12시간의 실험 후, ICP-MS로 전해질 내의 구리 농도를 확인해본 결과, TiO2/CuO/CuFeO2 광음극의 경우 CuO/CuFeO2 광음극 대비 70% 이상 감소했다. 즉, 보호층을 추가함으로써, 광 안정성과 광전류 변환효율이 증가함을 확인할 수 있다.
100: 광전기 분해 반응기
110: 전해질
120: 광양극
130: 광음극
140: 양성자 교환 멤브레인
150: 도선
210: 지지체
220: p-형 반도체 혼합층
301 내지 303: 제 1 보호층 내지 제 3 보호층
110: 전해질
120: 광양극
130: 광음극
140: 양성자 교환 멤브레인
150: 도선
210: 지지체
220: p-형 반도체 혼합층
301 내지 303: 제 1 보호층 내지 제 3 보호층
Claims (17)
- 지지체(210);
상기 지지체(210)의 표면에 적층되며 다공성 구조를 갖는 p-형 반도체 혼합층(220); 및
상기 p-형 반도체 혼합층(220)의 표면에 적층되는 적어도 1단인 보호층(301 내지 303);
을 포함하는 광전기 분해를 위한 3중 접합 다공성 광음극.
- 제 1 항에 있어서,
상기 지지체(210)의 재질은 FTO( Fluorine doped tin oxide) 유리, Cu 호일(foil), Ti 호일, ITO(Indium tin oxide) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광전기 분해를 위한 3중 접합 다공성 광음극.
- 제 1 항에 있어서,
상기 p-형 반도체 혼합층(220)은 CuO와 CuFeO2, Cu2O와 CuFe2O4, 및 Cu2O와 NiFe2O4 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 3중 접합 다공성 광음극.
- 제 1 항에 있어서,
상기 p-형 반도체 혼합층(220)의 두께는 4μm 내지 8μm인 것을 특징으로 하는 광전기 분해를 위한 3중 접합 다공성 광음극.
- 제 1 항에 있어서,
상기 보호층(301 내지 303) 중 1단의 두께는 0.1μm 내지 0.2μm인 것을 특징으로 하는 광전기 분해를 위한 3중 접합 다공성 광음극.
- 제 1 항에 있어서,
상기 보호층(301 내지 303)의 재질은 TiO2 또는 NiO인 것을 특징으로 하는 광전기 분해를 위한 3중 접합 다공성 광음극.
- (a) 준비된 지지체(210)를 에탄올에 넣고 제 1 일정 시간 동안 1차 세척을 실행하는 단계;
(b) 상기 1차 세척후 상기 지지체(210)를 1차 증류수로 2차 세척을 실행하는 단계;
(c) 1차 혼합 용액을 상기 지지체(210)에 전착시켜 다공성 구조를 갖는 p-형 반도체 혼합층(220)을 형성하는 단계; 및
(d) 상기 p-형 반도체 혼합층(220)의 표면상에 2차 혼합 용액을 로딩하여 적어도 1단인 보호층(301 내지 303)을 형성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 3중 접합 다공성 광음극의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 일정 시간은 10분인 것을 특징으로 하는 3중 접합 다공성 광음극의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 1차 혼합 용액은 KClO4 50mM, Cu(NO3)2·3H2O 4mM, Fe(ClO4)3·H2O 12mM 및 2차 증류수로 구성되며, 상기 2차 증류수의 비저항값은 18MΩ.cm인 것을 특징으로 하는 3중 접합 다공성 광음극의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 전착은 크로노 암페로 메트리(chronoamperomety) 방식을 이용해 SCE전극이 갖고있는 전압 대비 -0.36V를 2시간동안 가해 이루어지는 것을 특징으로 하는 3중 접합 다공성 광음극의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 전착시 상기 지지체(210)는 100rpm(revolutions per minute)으로 스티어링되는 것을 특징으로 하는 3중 접합 다공성 광음극의 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
상기 전착후, 상온에서 상기 지지체(210)를 건조하는 단계; 및
상기 건조후, 공기중에서 상기 지지체(210)를 650℃로 소결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3중 접합 다공성 광음극의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 2차 혼합 용액은 C12H28O4Ti(Titanium(IV) isopropoxide) 0.1M과 C3H8O(Isopropyl alcohol)로 구성되는 것을 특징으로 하는 3중 접합 다공성 광음극의 제조 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 (d) 단계는,
상기 2차 혼합 용액의 로딩전에 상기 지지체(210)를 400rpm으로 10분간 스티어링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3중 접합 다공성 광음극의 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서,
상기 로딩하는 로딩양은 cm2 당 60μL(L은 리터이다)인 것을 특징으로 하는 3중 접합 다공성 광음극의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,
스핀코터를 이용하여 상기 지지체(210)를 공기중에서 2000rpm으로 15초간 회전시킴으로써 상기 2차 혼합 용액은 p-형 반도체 혼합층(220)의 상기 표면상에 도포되는 것을 특징으로 하는 3중 접합 다공성 광음극의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 (d) 단계는,
상기 지지체(210)를 공기중에서 2시간 동안 500℃로 소결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3중 접합 다공성 광음극의 제조 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210071742A KR20220163169A (ko) | 2021-06-02 | 2021-06-02 | 광전기 분해를 위한 3중 접합 다공성 광음극 및 이의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210071742A KR20220163169A (ko) | 2021-06-02 | 2021-06-02 | 광전기 분해를 위한 3중 접합 다공성 광음극 및 이의 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220163169A true KR20220163169A (ko) | 2022-12-09 |
Family
ID=84440154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210071742A KR20220163169A (ko) | 2021-06-02 | 2021-06-02 | 광전기 분해를 위한 3중 접합 다공성 광음극 및 이의 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20220163169A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101615925B1 (ko) | 2013-08-12 | 2016-04-28 | 울산과학기술원 | 복합구조 광전극 및 그 제조 방법 |
-
2021
- 2021-06-02 KR KR1020210071742A patent/KR20220163169A/ko unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101615925B1 (ko) | 2013-08-12 | 2016-04-28 | 울산과학기술원 | 복합구조 광전극 및 그 제조 방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lewis | Developing a scalable artificial photosynthesis technology through nanomaterials by design | |
| Abdi et al. | Efficient solar water splitting by enhanced charge separation in a bismuth vanadate-silicon tandem photoelectrode | |
| KR100766701B1 (ko) | 광전셀을 이용한 물 분해 수소 생산 시스템 | |
| US20130240033A1 (en) | Method for producing counter electrode based on electrophoretic deposition of graphene, counter electrode produced by the method and dye-sensitized solar cell including the counter electrode | |
| Yang et al. | In situ Sn-doped WO 3 films with enhanced photoelectrochemical performance for reducing CO 2 into formic acid | |
| US11047054B2 (en) | Oxygen evolution reaction catalysis | |
| CN1849413A (zh) | 光电化学装置和电极 | |
| JPS6248928A (ja) | 光電池デバイス | |
| EP2831309A1 (de) | Photoelektrochemische zelle, system und verfahren zur lichtgetriebenen erzeugung von wasserstoff und sauerstoff mit einer photoelektrochemischen zelle und verfahren zur herstellung der photoelektrochemischen zelle | |
| EP2817437B1 (de) | Photovoltaische hybrid-elektrolysezelle | |
| Muto et al. | Conductive polymer-based mesoscopic counterelectrodes for plastic dye-sensitized solar cells | |
| JP4966525B2 (ja) | 色素増感型太陽電池、その光電極基板およびその光電極基板の製造方法 | |
| Chen et al. | Building directional charge transport channel in CdTe-based multilayered photocathode for efficient photoelectrochemical hydrogen evolution | |
| Arunachalam et al. | Reliable bi-functional nickel-phosphate/TiO2 integration enables stable n-GaAs photoanode for water oxidation under alkaline condition | |
| Amano | Photoelectrochemical Oxygen Evolution | |
| KR20100002441A (ko) | 티타늄 튜브와 와이어 메쉬 구조물이 포함되는 염료 감응형태양전지 | |
| EP1095387B1 (en) | Reversed dye-sensitized photovoltaic cell | |
| US20100300523A1 (en) | Dye-sensitized solar cell and method of fabricating the same | |
| JP5334380B2 (ja) | 色素増感太陽電池及びその製造方法 | |
| KR20220163169A (ko) | 광전기 분해를 위한 3중 접합 다공성 광음극 및 이의 제조 방법 | |
| CN108301016A (zh) | 一种背照式光电阳极及其制备方法和用途 | |
| KR100998146B1 (ko) | 티타늄 튜브와 박판 구조물이 포함되는 염료 감응형태양전지 | |
| KR101002929B1 (ko) | 전이금속을 포함하는 광촉매 제조방법, 및 그를 포함하는 염료감응형 태양전지 제조방법 | |
| JP5406434B2 (ja) | 色素増感太陽電池の製造方法 | |
| Wei et al. | Carbon Coated TiO2 Photoanodes for All-vanadium Redox Photoelectrochemical Cells as Efficient Solar Energy Storage Device |