We fabricated YBCO coated conductors (CCs) by TFA-MOD process and evaluated microstructure, texture formation, and critical temperature ($T_c$) and current ($I_c$). YBCO precursor solution was synthesized using metal-trifluoroacetates and dip coated on $LaAlO_3$(LAO) substrate. The phase formation and microstructure was characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy (SEM) and the degree of texture was evaluated by pole-figure analysis. The CC was heat-treated in various calcining temperatures ($370^{\circ}C-460^{\circ}C$) and firing temperatures ($750^{\circ}C-800^{\circ}C$). As fired at $775^{\circ}C$ for 4h, the CC had the highest $T_c$ of 89.5 K and $I_c$ of 40 A/cm-width ($J_c=2.0\;MA/cm^2$). Microstructural observation indicated that the YBCO film was dense and homogeneous and had a strong cube texture without formation of second phase and its in-plane full-width at half-maxima; $5.2^{\circ}$ under optimum condition.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.39
no.5
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pp.206-209
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2006
Indium tin oxide (ITO) films were synthesized on polymer (PES, polyethersulfone) at room temperature by pulsed DC magnetron sputtering. By the control of introducing hydrogen to argon atmosphere, the resistivity of ITO films was obtained at $5.27\;{\times}\;10^{-4}\;{\Omega}{\cdot}cm$ without substrate heating in comparison with $2.65\;{\times}\;10{-3}\;{\Omega}{\cdot}cm$ under hydrogen free condition. ITO film synthesized at Ar condition was changed from amorphous to crystalline. These result from the enhancement of electron temperature in $Ar\;+\;H_2$ plasma, which induces the increase of ionization of target materials and argon. The dominant increase of ions such as In II and O II and neutral Sn I was monitored by optical emission spectroscopy (OES). Thermal energy required for the crystalline film formation is compensated by kinetic energy transfer through ion bombardments to substrate.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2002.05c
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pp.47-52
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2002
A processing method is developed for preparing sol-gel derived $Pb(Zr_{1-x}Ti_x)O_3$ (x=0.5) thin films on Pt-Ir($Pt_{80}Ir_{20}$)-alloy substrates. The as-deposited layer was dried on a plate in air at $70^{\circ}C$. And then it was baked at $1500^{\circ}C$, annealed at $450^{\circ}C$ and finally annealed for crystallization at various temperatures ranging from $580^{\circ}C$ to $700^{\circ}C$ for 1hour in a tube furnace. The thickness of the annealed film with three layers was $0.3{\mu}m$. Crystalline properties and surface morphology were examined using X-ray diffractometer (XRD). Electrical properties of the films such as dielectric constant, C-V, leakage current density were measured under different annealing temperature. The PZT thin film which was crystallized at $600^{\circ}C$ for 60minutes showed the best structural and electrical dielectric constant is 577. C-V measurement show that $700^{\circ}C$ sample has window memory volt of 2.5V and good capacitance for bias volts. Leakage current density of every sample show $10^{-8}A/cm^2$ r below and breakdown voltage(Vb) is that 25volts.
Transparent conducting oxides (TCOs) used in the antireflection layer and current spreading layer of heterojunction solar cells should have excellent optical and electrical properties. Furthermore, TCOs need a high work function over 5.2 eV to prevent the effect of emitter band-bending caused by the difference in work function between emitter and TCOs. Sn-doped $In_2O_3$ (ITO) film is a highly promising material as a TCO due to its excellent optical and electrical properties. However, ITO films have a low work function of about 4.8 eV. This low work function of ITO films leads to deterioration of the conversion efficiency of solar cells. In this work, ITO films with various Zn contents of 0, 6.9, 12.7, 28.8, and 36.6 at.% were fabricated by a co-sputtering method using ITO and AZO targets at room temperature. The optical and electrical properties of Zn-doped ITO thin films were analyzed. Then, silicon heterojunction solar cells with these films were fabricated. The 12.7 at% Zn-doped ITO films show the highest hall mobility of 35.71 $cm^2$/Vsec. With increasing Zn content over 12.7, the hall mobility decreases. Although a small addition of Zn content increased the work function, further addition of Zn content over 12.7 at.% led to decreasing electrical properties because of the decrease in the carrier concentration and hall mobility. Silicon heterojunction solar cells with 12.7 at% Zn-doped ITO thin films showed the highest conversion efficiency of 15.8%.
Kwak, Young Hoon;Moon, Seong Cheol;Lee, Ji Seon;Lee, Seong Eui
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.29
no.3
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pp.168-174
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2016
A conductive oxide-based sapphire glass indium tin oxide/metal electrode and the optical coating, through patterning process was studied in excellent optical properties and integrated touch panel has a high strength. Indium tin oxide conductive oxides of the sapphire glass to 0.3 A at DC magnetron sputtering method of 10 min, gas flow Ar 10 Sccm Ar, $O_2$ 1.0 Sccm the formation conditions of the thin film after annealing at $550^{\circ}C$ for 30min was achieved through a 86% transmittance. In addition, the coating 130 nm hollow silica sol-gel was to improve the optical transmittance of the indium tin oxide to 91%. For the measurement by the modeling hollow silica sol by Macleod simulation and calculated the average values of silica part to the presence or absence in analogy to actual. Refractive index value and the actual value of the material on the simulation the transmittance difference is it does not completely match the air region similar to the actual value (transmission) could be confirmed that the measurement is set to a value of between 5 nm and 10 nm.
The performance and stability of solid oxide fuel cells (SOFCs) depend on the microstructure of the electrode and electrolyte. In anode, porosity and pore distribution affect the active site and fuel gas transfer. In an electrolyte, density and thickness determine the ohmic resistance. To optimizing these conditions, using costly method cannot be a suitable research plan for aiming at commercialization. To solve these drawbacks, we made high performance unit cells with low cost and highly efficient ceramic processes. We selected the NiO-YSZ cermet that is a commercial anode material and used facile methods like die pressing and dip coating process. The porosity of anode was controlled by the amount of carbon black (CB) pore former from 10 wt% to 20 wt% and final sintering temperature from $1350^{\circ}C$ to $1450^{\circ}C$. To achieve a dense thin film electrolyte, the thickness and microstructure of electrolyte were controlled by changing the YSZ loading (vol%) of the slurry from 1 vol% to 5 vol. From results, we achieved the 40% porosity that is well known as an optimum value in Ni-YSZ anode, by adding 15wt% of CB and sintering at $1350^{\circ}C$. YSZ electrolyte thickness was controllable from $2{\mu}m$ to $28{\mu}m$ and dense microstructure is formed at 3vol% of YSZ loading via dip coating process. Finally, a unit cell composed of Ni-YSZ anode with 40% porosity, YSZ electrolyte with a $22{\mu}m$ thickness and LSM-YSZ cathode had a maximum power density of $1.426Wcm^{-2}$ at $800^{\circ}C$.
CdTe films were deposited by close spaced sublimation with various substrate temperatures, cell areas, and thicknesses of CdTe and ITO layers and their effects on the CdS/CdTe solar cells were investigated. The resistivity of CdTe layers employed in this study was 3$\times$$10^{4}$$\Omega$cm For constant substrate temperature the optimum substrate ternperature for CdTe deposition was $600^{\circ}C$. To obtain larger grain size and more compact microstructure, CdTe film was initially deposited at 62$0^{\circ}C$, and then deposited at 54$0^{\circ}C$. The CdTe film was annealed at 62$0^{\circ}C$ and $600^{\circ}C$ sequentially to maintain the CdTe film quality. The photovoitaic cell efficiency improved by the "two-wave" process. For constant substrate temperature, the optimum thickness for CdTe was 5-6$\mu m$. Above 6$\mu m$ CdTe thickness, the bulk resistance of CdTe film degraded the cell performance. As the cell area increased the $V_{oc}$ remained almost constant, while $J_{sc}$ and FF strongly decreased because of the increase of lateral resistance of the ITO layer. The optimum thickness of the ITa layer in this study was 300~450nm. In this experiment we obtained the efficiency of 9.4% in the O.5cm' cells. The series resistance of the cell should be further reduced to increase the fill factor and improve the efficiency.
Bragg reflecting waveguide devices have been fabricated on a flexible polymer substrate utilizing a post lift-off process which could Provide excellent uniformity of grating Patterns on Plastic film. The 510 m Period Bragg grating pattern is made by two methods. In the first sample the grating is fabricated by exposing the laser interference pattern on a photoresist, and then it is inscribed by $O_2$ plasma etching. The grating pattern of the second sample is formed by a PDMS soft mold imprinting process. The selective adhesion property of SU-8 material for Au and Si surfaces is utilized to prepare a 100-mm thick plastic substrate. Single mode waveguide is fabricated on the plastic substrate using polymer materials with refractive indices of 1.540 and 1.430 for the core and the cladding layers, respectively. The Bragg grating on Plastic substrate does not show any degradation in its spectral response compared to the reference sample made on a silicon wafer.
Jang, Doo Il;Jo, Jin Oh;Ko, Ranyoung;Lee, Sang Baek;Mok, Young Sun
Korean Chemical Engineering Research
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v.51
no.2
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pp.214-220
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2013
Hydrophobic coating on a silicate-based yellow phosphor ($Sr_2SiO_4:Eu^{2+}$) was carried out by using hexamethyldisiloxane (HMDSO) precursor in an atmospheric pressure dielectric barrier discharge plasma reactor, eventually to improve the long-term stability and reliability of the phosphor. The phosphor powder samples were characterized by a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope (TEM), a fluorescence spectrophotometer and a contact angle analyzer. After the coating was prepared, the contact angle of the phosphor powder increased to $133.0^{\circ}$ for water and to $140.5^{\circ}$ for glycerol, indicating that a hydrophobic layer was formed on its surface. The phosphor coated with HMDSO exhibited photoluminescence enhancement up to 7.8%. The SEM and TEM images of the phosphor powder revealed that the plasma coating led to a morphological change from grain-like structure to smooth surface with 31~46 nm thick hydrophobic layer. The light emitting diode (3528 1 chip LED) fabricated with the coated phosphor showed a substantial enhancement in the reliability under a special test condition at $85^{\circ}C$ and 85% relative humidity for 1,000 h (85/85 testing). The plasma-mediated method proposed in this work may be applicable to the formation of 3-dimensional coating layer on irregular-shaped phosphor powder, thereby improving the reliability.
Cu(In,Ga)$Se_2$(CIGS) photovoltaic thin films were electrodeposited on Mo/glass substrates with an aqueous solution containing 2 mM $CuCl_2$, 8 mM $InCl_3$, 20 mM $GaCl_3$ and 8mM $H_2SeO_3$ at the electrodeposition potential of -0.6 to -1.0 V(SCE) and pH of 1.8. The best chemical composition of $Cu_{1.05}In_{0.8}Ga_{0.13}Se_2$ was found to be achieved at -0.7 V(SCE). The precursor Cu-In-Ga-Se films were annealed for crystallization to chalcopyrite structure at temperatures of 100-$500^{\circ}C$ under Ar gas atmosphere. The chemical compositions, microstructures, surface morphologies, and crystallographic structures of the annealed films were analyzed by EPMA, FE-SEM, AFM, and XRD, respectively. The precursor Cu-In-Ga-Se grains were grown sparsely on the Mo-back contact and also had very rough surfaces. However, after annealing treatment beginning at $200^{\circ}C$, the empty spaces between grains were removed and the grains showed well developed columnar shapes with smooth surfaces. The precursor Cu-In-Ga-Se films were also annealed at the temperature of $500^{\circ}C$ for 60 min under Se gas atmosphere to suppress the Se volatilization. The Se amount on the CIGS film after selenization annealing increased above the Se amount of the electrodeposited state and the $MoSe_2$ phase occurred, resulting from the diffusion of Se through the CIGS film and interaction with Mo back electrode. However, the selenization-annealed films showed higher crystallinity values than did the films annealed under Ar atmosphere with a chemical composition closer to that of the electrodeposited state.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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