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기판 상에 형성된 투명 전극; 및 상기 투명 전극 상에 형성된 전극층;을 포함하고,상기 전극층 및 상기 기판의 후면 상의 적어도 일부분에 하이브리드 다층막이 형성되고, 상기 하이브리드 다층막은, n층의 (제1 폴리머층/제1 나노입자층), m층의 (제2 나노입자층/제2 폴리머층) 또는 이둘(n 및 m은, 각각 1 이상의 정수이다
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제1항에 있어서,상기 하이브리드 다층막은:상기 전극층 상에 n층의 (제1 폴리머층/제1 나노입자층) 및 m층의 (제2 나노입자층/제2 폴리머층)이 순차적으로 또는 교차 적층되어 조립되고(n 및 m은 각각 1 이상의 정수이다),상기 제1 나노입자층은, 촉매물질을 포함하는 것인, 광전극
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제1항에 있어서,상기 하이브리드 다층막은:상기 기판의 후면 상에 n층의 (제1 폴리머층/제2 폴리머층), m층의 (제2 나노입자층/제2 폴리머층) 또는 l층의 (제2 나노입자층/제2 폴리머층/제3 나노입자층/제2 폴리머층)을 포함하고(n, m 및 l은 각각 1 이상의 정수이다
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제1항에 있어서,상기 전극층은, 반도체 물질, 카본계 물질 또는 이 둘을 포함하고,상기 반도체 물질은, Ti, Sn, Zn, Mn, Mg, Ni, W, Co, Fe, Ba, In, Zr, Cu, Al, Bi, Pb, Ag, Cd, Y, Mo, Rh, Pd, Sb, Cs, La, V, Si, Al 및 Sr으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상 또는 이들의 산화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 카본계 물질은, 카본 분말, 카본 페이퍼(carbon paper), 카본 섬유 (carbon fiber)， 카본 천(carbon cloth)， 카본 펠트(carbon felt), 글래시 카본(glassy carbon), CNT(carbon nanotube), CNT 페이퍼 및 그래핀으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것인, 광전극
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제5항에 있어서,상기 반도체 물질은, Si, Fe2O3, Fe3O4, BiVO4, Bi2WO4, TiO2, SrTiO3, ZnO, CuO, Cu2O, NiO, SnO2, CoO, In2O3, WO3, MgO, CaO, La2O3, Nd2O3, Y2O3, CeO2, PbO, ZrO2, Co3O4 및 Al2O3으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것인, 광전극
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제1항에 있어서,상기 전극층은, 애노드, 캐소드 또는 이 둘인 것인, 광전극
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제1항에 있어서,상기 제1 폴리머층 및 제2 폴리머층은, 각각, 액상 고분자 전해질, 겔형 고분자 전해질 또는 이 둘을 포함하고, 상기 제1 폴리머층 및 제2 폴리머층은, 음이온성 고분자 전해질, 양이온성 고분자 전해질 또는 이 둘을 포함하는 것인, 광전극
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제8항에 있어서,상기 양이온성 고분자 전해질은, PEI(polyethyleneimine), b-PEI(branched-poly(ethylene imine)), l-PEI(linear-poly(ethylene imine)), PAH(poly(allylamine hydrochloride)), PAH(poly(allylamine hydrochloride)), PDDA(poly(diallyldimethylammonium chloride), PLL(poly(lysine)), PDADMA(poly(diallyldimethylammonium)), PAMPDDA(Poly(acrylamide-co-diallyldimethylammonium), 및 PDADMAC(polydiallyldimethylammonium chloride)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하고,상기 음이온성 고분자 전해질은, PSS(polystyrene sulfonate), PAA(polyacrylic acid), PMA(poly methacrylic acid), PSS(poly styrene sulfonate) 및 HA(hyaluronic acid)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것인, 광전극
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제1항에 있어서,상기 제1 나노입자층은, 물분해 촉매를 포함하고, 상기 물분해 촉매는, 음이온성이고, 전이금속-치환된 폴리옥소메탈레이트(transition metal-substituted polyoxometalates)를 포함하는 것인, 광전극
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제1항에 있어서,상기 제1 나노입자층은, [Ni4(H2O)2(VW9O34)2]10-, [Co4(H2O)2(VW9O34)2]10-, [Ni4(H2O)2(α-PW9O34)2]10-, [Co4(H2O)2(α-PW9O34)2]10- 및 [{Ru4O4(OH)2(H2O)4}(γ10O36)2]10-으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 물분해 촉매를 포함하는 것인, 광전극
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제3항에 있어서,상기 제2 나노입자층 및 제3 나노입자층은, 각각, YF3, LiYF4, NaYF4, BaYF5, BaY2F8, NaYF4, KYF4, Y2O2S 및 Y2O3으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 UCN(upconversion) 물질; 및 Li, Pt, Pd, Ru, Rh, Ir, Ag, Au, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Co, Cu, Mo, Mg, W, Zr, Zn, Ce 및 La으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 금속 및 금속 산화물; 로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 나노입자를 포함하는 것인, 광전극
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제12항에 있어서,상기 UCN 물질은, La, Ce, Pr, Ne, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 도펀트를 더 포함하고,상기 금속 및 금속 산화물은, 폴리머로 캡핑된 것인, 광전극
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제1항 또는 제3항에 있어서,상기 하이브리드 다층막에서 UCN 물질 대 금속, 금속산화물 또는 이 둘;의 비율은, 1:1 내지 1:10인 것인,광전극
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제1항에 있어서,상기 하이브리드 다층막은, 1 nm 이상의 크기를 갖는 나노입자를 포함하고,상기 나노입자는, 코어/쉘 구조인 것인,광전극
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제1항의 광전극을 포함하는,광전지
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제16항에 있어서,적외선, 가시광 또는 이 둘의 조사에서 광촉매 효율을 갖는 것인,광전지
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제16항에 있어서,상기 광전지는, 전기화학적 또는 광전기화학 물분해용 디바이스에 적용되는 것인, 광전지
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기판을 준비하는 단계;상기 기판 상에 투명 전극층을 형성하는 단계; 상기 투명 전극층 상에 전극층을 형성하는 단계; 및상기 기판의 후면 및 상기 전극층 상의 적어도 일부분에 다층 박막 적층법(layer-by-layer)을 이용하여 하이브리드 다층막을 형성하는 단계; 를 포함하고,상기 하이브리드 다층막은, n층의 (제1 폴리머층/제1 나노입자층), m층의 (제2 나노입자층/제2 폴리머층) 또는 이 둘을 포함하는 것인(n 및 m은 각각 1 이상의 정수이다), 광전극의 제조방법
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