화학공학소재연구정보센터
학회 한국재료학회
학술대회 2006년 봄 (05/19 ~ 05/20, 경상대학교 )
권호 12권 1호
발표분야 에너지환경재료
제목 WO3 / LiOCl4-PC / (CeO2)0.5(TiO2)0.5 일렉트로크로믹 소자의 대전극 코팅조건에 따른 전기화학, 광학특성평가(Electrochemical and optical properties of WO3와/LiOCl4-PC/(CeO2)0.5(TiO2)0.5 electrochromic device according to counter electrode coating conditions)
초록 일렉트로크로믹 소자는 전압의 인가에 따른 가시광선영역의 투과율을 조절할 수 있는 소자로서 대표적인 일렉트로크로믹 소재는 WO3으로 리튬이온이나 프로톤이온의 인터컬레이션에 의하여 청색으로 착색(coloration)되고 이온이 다시 밖으로 나오면 탈색(bleaching)되어 투명하게 된다. WO3의 일렉트로크로믹 특성을 나타내기 위하여 이온을 저장할 수 있는 대전극층이 필요한데, 본 연구에서는 (CeO2)0.5(TiO2)0.5을 선정하였다. 산화세륨과 산화티타늄 복합박막의 경우 그 자체로는 착색효과는 나타내지 않으나 이온을 저장하는 역할을 하고 일렉트로크로믹 소자의 내구성을 향상시키는 것으로 보고되고 있다. 본 실험에서는 솔-젤법을 이용하여 WO3박막 및 (CeO2)0.5(TiO2)0.5 박막을 형성하였는데, WO3박막은 200nm두께의 박막을 기본 일렉트로크로믹 층으로 고정하고 대전극층의 두께 및 코팅조건을 변화시키면서 실험을 하였고 아세트산세륨수화물과 티타늄 이소프로폭사이드를 출발물질로 사용하여 에탄올과 혼합한 후 미량의 질산을 첨가하여 코팅용액을 제조하였고 ITO 유리 기판에 딥 코팅한 후 300℃에서 1시간 열처리하여 제조하였다. 1M의 LiClO4 PC(propylene carbonate)를 전해질로 사용하여 소자를 구성하였고 전기화학 특성은 AutoLab사의 PGSTAT12를 이용하여 chronocoulometry로 특성을 평가하였는데, 동시에 633nm의He-Ne 레이저를 이용하여 투과율 변화를 측정하였다. 하프셀 평가는 WO3는 ±1V(vs Ag/AgCl)의 전압으로 30초씩 인가하였을 때 20mC/cm2의 charge capacitance 값을 보였고 (CeO2)0.5(TiO2)0.5는 ±2V (vs Ag/AgCl)의 전압을 각각 30초, 500초로 인가하여 각각 코팅조건에 따라 5~10mC/cm2, 16~30mC/cm2 범위의 charge capacitance 값을 갖는 것을 알 수 있었다. Full cell electrochromic device의 경우, ±3V의 전압을 30초씩 인가하였을 때, 6~11mC/cm2 범위의 가역적인 charge capacitance를 가졌으며, 이에 따른 투과율 변화는 착색 시 30~15%, 탈색 시 60~85%의 값을 나타내었다.
저자 조성근1, 최덕균2, 임태영3, 김창열3
소속 1요업기술원 / 한양대, 2한양대, 3요업기술원
키워드 electrochromic; WO3; CeO2TiO2
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