복합 결정상 이산화티탄 나노로드의 제조방법
Preparation Method for Vertically Aligned Titanium dioxide Nanorods Mixed Anatase Rutile
특허 요약
본 발명은 염료감응형 태양전지에 적용하기 위한 복합 결정상 이산화티탄 나노로드의 제조방법에 관한 것이다.
청구항
번호청구항
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a) 유리기판을 물, 염산 및 티타늄알콕사이드를 혼합한 제 1 전구체수용액에 침지하고 1차 수열 합성하여, 유리기판상에 루타일형 이산화티탄 나노로드를 합성하는 단계;b) 상기 a)단계를 거친 유리기판을 사염화티탄(TiCl4) 수용액에 넣고 상온에서 방치하여 루타일형 이산화티탄 나노로드의 표면을 에칭하여 가지형태로 변화시키는 단계;c) 상기 b)단계를 거친 유리기판을 물, 황산 및 티타늄알콕사이드를 혼합한 제 2 전구체수용액에 침지하고 2차 수열합성하여, 루타일형 이산화티탄 나노로드의 표면에 아나타제형 이산화티탄을 성장시키는 단계; 및d) 소성하는 단계;를 포함하는 복합 결정상 이산화티탄 나노로드의 제조방법.

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제 1항에 있어서,상기 a)단계에서 유리기판은 물, 아세톤 및 2-프로판올이 혼합된 수용액에서 초음파 세척 후 사용하는 것인 복합 결정상 이산화티탄 나노로드의 제조방법.

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제 1항에 있어서, 상기 티타늄알콕사이드는 티타늄 부톡사이드, 티타늄 에톡사이드, 티타늄 이소프로폭사이드 및 티타늄 프로폭사이드 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 복합 결정상 이산화티탄 나노로드의 제조방법.

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제 1항에 있어서,상기 티타늄알콕사이드는 티타늄 부톡사이드인 복합 결정상 이산화티탄 나노로드의 제조방법.

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제 1항에 있어서,상기 제 1 전구체수용액은 물 : 염산 : 티타늄알콕사이드를 60 : 60 : 0.7 ~ 1.5 부피비로 혼합하는 것인 복합 결정상 이산화티탄 나노로드의 제조방법.

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제 1항에 있어서,상기 제 2 전구체수용액은 물 : 황산 : 티타늄알콕사이드를 35 : 5 : 1.5 ~ 3.5 부피비로 혼합하는 것인 복합 결정상 이산화티탄 나노로드의 제조방법.

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제 1항에 있어서,상기 a)단계에서 1차 수열합성은 100 ~ 200℃에서 10 ~ 30시간 동안 수행하는 것인 복합 결정상 이산화티탄 나노로드의 제조방법.

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제 1항에 있어서,상기 b)단계에서 사염화티탄 수용액은 0.3 ~ 0.5M인 것을 사용하는 것인 복합 결정상 이산화티탄 나노로드의 제조방법.

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제 1항에 있어서,상기 c)단계에서 2차 수열합성은 150 ~ 220℃에서 10 ~ 15시간 동안 수행하는 것인 복합 결정상 이산화티탄 나노로드의 제조방법.

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제 1항에 있어서,상기 d)단계에서 소성은 350 ~ 450℃에서 1 ~ 3시간 동안 수행하는 것인 복합 결정상 이산화티탄 나노로드의 제조방법.

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제 1항 내지 제 10항에서 선택되는 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조되고, 유리기판상에 수직으로 배열된 루타일과, 이의 표면에 부착되어 성장된 아나타제로 이루어진 복합 결정상 이산화티탄 나노로드 박막.

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제 11항에 있어서,상기 복합 결정상 이산화티탄 나노로드 박막은 아나타제-루타일 이종 결정상 구조를 동시에 갖는 것인 복합 결정상 이산화티탄 나노로드 박막.

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제 11항에 있어서,상기 복합 결정상 이산화티탄 나노로드의 직경이 400 ~ 500nm이고, 길이가 2 ~ 3 ㎛인 복합 결정상 이산화티탄 나노로드 박막.

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제 11항에 따른 복합 결정상 이산화티탄 나노로드 박막을 포함하는 염료감응 태양전지용 광전극.

15

제 14항에 따른 광전극을 포함하는 염료감응 태양전지.