| 학회 | 한국화학공학회 |
| 학술대회 | 2016년 봄 (04/27 ~ 04/29, 부산 BEXCO) |
| 권호 | 22권 1호, p.559 |
| 발표분야 | 에너지 |
| 제목 | 유무기 접합 시스템을 통한 밴드갭 이하의 광에너지 전환 |
| 초록 | 태양광 에너지 스펙트럼이 넓은 파장대에 걸쳐 분포한다는 사실은 광촉매 시스템의 효율을 제한한다고 알려져 있다. 이 연구에서는 세 종류의 유무기 물질 간에 일어나는 형광공명에너지전이(FRET)를 통해 업컨버전을 유도함으로써 밴드갭 이하의 버려지는 태양광 에너지 영역을 효율적으로 이용할 수 있는 방안을 제시하였다. 작동 과정에서는 발광 특성이 우수한 로다민B(RhB)와 탄소 양자점(NC-dots)을 FRET의 매개물질로 사용하였다. sp2 그라파이트 특성을 나타내는 탄소 양자점은 3.4 nm의 평균 크기를 가지며 어떠한 단열성 분자와도 결합되어 있지 않음을 확인하였다. FRET에 의해 반도체 물질로 사용된 Ag3PO4의 광감응도와 탄소 양자점의 업컨버전 효율을 성공적으로 높일 수 있었다. 업컨버전을 통해 재방출된 광자들은 결과적으로 2.5 eV의 낮은 밴드갭을 갖는Ag3PO4내부 전자를 여기하는 데에 활용될 수 있었으며, 결과적으로 500 nm 이상의 파장대에서 RhB가 없을 때에 비해 18배 높은 광전류를 생산하였다. 정상상태 및 시분해 광발광 분석을 통해 광전류가 향상될 수 있었던 요인을 증명하였다. 이 연구 결과는 가시광선 및 근적외선 영역의 낮은 에너지의 태양광을 효과적으로 이용할 수 있는 새로운 방안을 제시한다. 광촉매 뿐 아니라 태양전지나 물분해 장치 등의 광전기화학장치를 설계함에 있어서도 새로운 방향을 제시한다. |
| 저자 | 이수영, 유성주, 엄하늬, 송현돈, 신수지, 이종협 |
| 소속 | 서울대 |
| 키워드 | 에너지 전환; 에너지 소재 |
| 원문파일 | 초록 보기 |
