• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.225.1-225.1
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• 2013

지난 수년간 태양전지의 광전변환 효율을 높이기 위해 자가 조립된 InAs 또는 GaSb 와 같은 양자점을 GaAs 단일 p-n 접합에 적용하는 연구를 개발해 왔다. 그러나 양자점의 흡수 단면적에 의한 광흡수도는 양자점층을 수십 층을 쌓으면 증가하지만 활성층에 결함을 생성시킨다. 생성된 결함은 운반자 트랩으로 작용하여 태양전지의 광전변환 효율을 감소시킨다. 본 실험에서는 양자점이 적용된 태양전지와 적용되지 않은 태양전지의 광전변환 효율을 비교하고, 깊은준위 과도용량 분광법을 이용하여 결함상태를 측정하고 및 비교함으로써, 활성층 내부에 생성된 결함이 광전변환 효율에 미치는 영향을 분석하였다. 소자구조는 분자선 증착 방법을 이용하여, 먼저 n-형 GaAs 기판위에 n-형 GaAs를 300 nm 증착한 후, 도핑이 되지 않은 GaAs 활성층을 3.5 ${\mu}m$ 두께로 증착하였다. 마지막으로 p-형 GaAs를 830 nm 증착함으로써 p-i-n구조를 형성하였다. 여기서, n-형 GaAs 과 p-형 GaAs의 도핑농도는 동일하게 $5{\times}1018\;cm^{-3}$ 로 하였다. 또한 양자점 및 델타도핑 층을 각각 태양전지에 적용하기 위해 활성층내에 양자점 20층 및 델타도핑 20층을 각각 형성하였다. 이때, 양자점 태양전지, 델타도핑 태양전지와 양자점이 없는 태양전지의 광전변환 효율은 각각 4.24, 4.97, 3.52%로 나타났다. 태양전지의 전기적 특성을 측정하기 위해 소자구조 위에 Au(300nm)/Pt(30nm)/Ti(30nm)의 전극을 전자빔 증착장치로 증착하였으며, 메사에칭으로 직경 300 ${\mu}m$의 p-i-n 접합 다이오드 구조를 제작하였다. 정전용량-전압 특성 및 깊은준위 과도용량 분광법을 이용하여 태양전지의 결함분석 및 이에 따른 광전변환 효율의 상관관계를 논의할 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.329.2-329.2
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• 2014

지난 수년간 태양전지의 광전변환효율을 높이기 위해 자가 조립된 InAs 또는 GaSb와 같은 양자점을 GaAs 단일 p-n 접합에 적용하는 연구를 개발해 왔다. 그러나 양자점의 흡수 단면적에 의한 광 흡수도는 양자점층을 수십 층을 쌓으면 증가하지만 활성층에 결함을 생성시킨다. 생성된 결함은 운반자트랩으로 작용하여 태양전지의 광전변환효율을 감소시킨다. 본 실험에서는 양자점이 적용된 태양전지와 적용되지 않은 태양전지의 광전변환 효율을 비교하고, 깊은준위 과도용량 분광법을 이용하여 결함상태를 측정 및 비교함으로써, 활성층 내부에 생성된 결함이 광전변환 효율에 미치는 영향을 분석하였다. 소자구조는 분자선 증착 방법을 이용하여, 먼저 n+-형 GaAs기판위에 n+-형 GaAs를 250 nm 증착한 후, 도핑이 되지 않은 GaAs활성층을 $1{\mu}m$ 두께로 증착하였다. 마지막으로 n+ 와 p+-형 GaAs를 각각 50, 750 nm 증착함으로써 p-i-n구조를형성하였다. 여기서, n+-형 GaAs 과 p+-형 GaAs의 도핑농도는 동일하게 $5{\times}1018cm-3$로 하였다. 또한 양자점을 태양전지 활성층에 20층을 형성하였다. 이때 p-i-n 태양전지 와 양자점 태양전지의 광전변환 효율은 각각 5.54, 4.22 % 를 나타내었다. p-i-n 태양전지의 개방 전압과 단락전류는 847 mV, 8,81 mA이며 양자점 태양전지는 847 mV, 6.62mA로 확인되었다. 태양전지의 전기적 특성을 측정하기 위해 소자구조 위에 Au(300nm)/Pt(30nm)/Ti(30nm)의 전극을 전자빔증착장치로 증착하였으며, 메사에칭으로 직경 $300{\mu}m$의 태양전지 구조를 제작하였다. 정전용량-전압 특성 및 깊은준위 과도용량 분광법을 이용하여 태양전지의 결함분석 및 이에 따른 광전변환 특성인자와의 상관관계를 논의할 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.445-445
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• 2013

유기태양전지는 간단한 제조공정, 낮은 제조단가, 가벼운 무게 및 우수한 유연성의 장점을 가지고 있기 때문에 모바일 기기의 응용에 많은 관심을 가지고 있다. 그러나 이종접합 유기태양전지의 광전 변환효율이 낮기 때문에 유기태양전지를 상용화하기 위해서는 광전변환 효율을 높이기 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 태양전지의 광전 변환효율을 증진하기 위하여 열처리 시간 변화에 따른 이종접합 유기 태양전지의 특성에 미치는 효과를 조사하였다. 전자 주게 물질인 P3HT와 전자 받게 물질인 PCBM 물질을 특정용매에 녹여 패턴화된 ITO를 코팅한 glass 기판 위에 스핀 코팅 방법을 이용하여 glass/ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al 구조를 가진 이종접합 유기태양전지를 제작하였다. UV-Vis 분광학, X-선 광전자 분광학 및 원자힘 현미경 측정을 하여 제작한 소자의 광학적 및 구조적 특성을 분석하였다. 이종접합 유기태양전지의 우수한 광흡수율과 평탄한 표면을 가지는 최적화 조건을 열처리 시간에 따라 비교 분석하였다. 제작한 소자들을 열처리를 하지 않은 소자와 다양한 시간 동안 열처리를 한 소자의 특성을 비교하였다. 제작한 이종접합 태양전지의 전류-전압 측정 결과를 분석하여 최대의 광전 변환효율을 가지는 최적의 열처리 조건을 결정하였다. 열처리를 할 경우 열처리를 하지 않은 소자보다 광전 변환효율이 증가함을 알 수 있었다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2018년도 하계학술대회
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• pp.182-184
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• 2018

본 논문에서는 HDR 영상 신호의 고속 광전변환을 위한 파라미터 룩업 테이블 기반 구간 선형 근사 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 고속화하기 위한 광전변환함수의 입력 값의 범위를 다수개의 구간으로 나누고 각 구간마다 별도의 선형 근사함수를 구하여 광전변환함수를 근사하고 각 구간별로 필요한 선형 근사함수의 파라미터를 룩업 테이블에 미리 저장하고 사용함으로써 보다 빠른 근사 값 계산이 가능하다. 제안한 방법의 성능 평가를 위해 MPEG 에서 제공하는 참조 소프트웨어인 HDRTools 를 기반으로 실험을 수행했고 이를 통해 참조 소프트웨어에 구현되어 있는 기존의 고속화 방법과 비교하여 더 적은 연산 수를 가지며 평균 24% 빠른 처리속도와 약 0.05dB 의 평균 PSNR 손실을 보임을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1432-1433
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• 2011

본 연구에서는 나노입자 이산화티타늄을 이용한 광전화학셀을 제작하여 제작된 광전기화학셀의 광전변환특성을 연구 하였다. 광전기화학셀을 제작함에 있어 광전극에는 나노입자 이산화티타늄을 페이스트로 하여 스크린 프린팅 하고 열처리 하였으며 상대전극의 경우 $H_2PtCl_6$를 2-propanol에 10mM로 녹인 용액을 도포하였다. 나노 페이스트와 용액처리를 한 광전극과 상대전극을 접합 후, 전해질을 주입 후 밀봉하여 셀을 제작하였다. 이때 사용된 전해질은 LiI, $I_2$, t-butylpyridine, 1-butyl-3-methylimidazolium iodide, 3-methoxypropionitrile이 사용되었다. 제작한 셀의 광전 변환 효율은 개방전압 Voc는 16.3v, 충진율 FF는 0.65로 나타났으며 이때의 변환 효율 7.55%로 나타났다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권8호
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• pp.841-846
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• 2014

FBG센서는 터널, 교량, 선박과 같은 구조물의 변형을 측정하고 활용된다. 본 논문은 구조물의 상태를 FBG센서를 이용하여 원격모니터링 하기 위한 광전변환시스템의 개발 구현에 관한 것이다. 개발한 광전변환시스템은 원격 모니터링을 위하여 유선과 무선통신 기능으로 각각 CAN과 Zigbee를 포함한다. 광전변환시스템은 광회절격자에 의하여 분광된 FBG센서의 반사광을 선형 이미지센서로 입사하여 파장의 변이를 FPGA를 이용하여 측정한다. FBG센서신호에 대한 처리와 원격모니터링을 위한 데이터 전송을 위하여 DSC(digital signal controller)를 이용한다. 개발한 광전변환시스템이 구조물 변형 측정에 효율적임을 실험을 통하여 확인하였다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제5권4호
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• pp.361-373
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• 1992

이온이나 플라즈마를 사용해서 박막형성이나 MBE진공증착법에 비해서 분자배열이나 고차구조의 제어 및 그의 다양성에 있어서 LB법에 대한 기대가 크다. 특히 습식법인 점에서 생체기능을 짜넣을 수 있는 분자소자의 개발에는 불가능하다. 역으로 생체분자의 자기조직화나 정보전달기능을 분자 Level로 이해하는 점에서도 LB법은 중요하다고 본다. 또 저차원자성체 전도체 여기자등 물리량에 의한 차원성을 고찰하는 점에서도 LB막의 거동이 주목되고 있다. 또 자발분극된 강유전성의 고분자 즉 Poly등의 박막에 광조사를 하면 광생성된 캐리어가 내부전계에 따라서 이동하고 ~$10^{4}$V 정도의 높은 광기전력을 발생시키는 것도 나타났다. 얻어진 전류는 단지 초전효과를 상회하고 광전류라고 할 수 있다. 쇼트키형 소자의 금속-반도체의 절연막층을 MIS형이라고 하며 특성이 향상된다. SnO$_{2}$/NiPc/Polyethylene막/Al형 광전지가 만들어졌다. 광전변환막이 다양한 목적에 사용되리라 사료되며 지금은 초기 연구단계이나 실용화하는데는 많은 시간이 소요되나 간단한 디바이스 등과 같은 것은 제작이 가능할 것이며 광에너지로 힌한 화학, 전기, 역학 에너지로 변환되는 데는 시간 문제인것 같다. 1년간 일본 동경공업대학 생명이공학부에서 연구한 내용을 정리하여 보았으며 이에 협조하여 주신 문교부 학술진흥재단에 감사드리며 또 등평연구실에 감사드린다.

• 정보와 통신
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• 제18권11호
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• pp.82-95
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• 2001

OXC는 정적인 점대점 광전송망에서 동적인 그물형 전광통신망으로 진화하기 위하여 망에 도입되어야 할 새로운 광네트워크 장비이다. OXC는 링크 단위의 스위칭을 하는 FXC 파장 단위의 스위칭 기능이 있으나 파장 변환 기능이 없는 WSXC, 그리고 파장 변환 기능이 있는 WIXC로 구분할 수 있으며, 이들간의 hybrid 도 가능하다. OXC 하드웨어의 중심을 이루는 것은 광스위치이다. MEMS 기술, 열광학 효과를 이용한 광도파로 기술, 전반사를 이용하는 bubble 스위치 기술 등을 사용하여 개발이 진행되고 있다. 현재까지는 이 중 3D MEMS 기술이 대용량 스위치를 구성할 가능성이 있는 기술로 받아들여지고 있다. OXC를 구성하는데 있어서 또 다른 핵심적인 기술에는 파장변환 기술이 있다. 광전 파장변환기와 전광 파장변환기 방식이 현재 연구되고 있으며 초기에는 광전변환 방식이 OXC 시스템에 적용될 가능성이 높다. 전광 파장변환기의 시스템 적용을 위해서는 좀 더 많은 연구가 필요할 것으로 보인다. OXC를 사용하는 전광통신망에서 광스위치 기술 이상으로 많은 논란이 되는 것은 망의 운용 문제이다. 현재 가장 많이 언급되는 모델은 오버레이 모델과 피어 모델이다. 오버레이 모델은 클라이언트/서버 개념에 기반한 모델인 반면 피어 모델은 광 네트워크 장비와 기존 장비를 대등한 관계로 정의한 모델이다. 각각의 모델에 대해서는 표준화 단체에 따라 약간씩 다른 입장을 취하고 있지만 상호 간에 수용 또는 타협할 점이 많다고 볼 수 있다. OXC를 포함하는 전광 통신망을 운용할 때에는 동적 연결 설정 및 해제를 위한 새로운 신호 방식이 필요하다. 이를 위하여 ITU-T 및 OIF에서 UNI와 NNI등의 인터페이스와 여기에 사용되는 신호 방식을 논의하고 있다. 그 외에도 전광 통신망 운용에 필요한 라우팅 및 파장할당 방법과 OXC를 이용한 그물형 망에서의 보호 및 복구에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.225.2-225.2
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• 2013

실리콘기반의 광전변환 소자는 소자공정의 편의성, 소자 신뢰성, 화학적 안정성, 그리고 저가경쟁력 등의 이점 때문에 수 십 년간 널리 연구되어 왔다. 그러나, 실리콘 재료의 경우 높은 굴절률로 인해 표면에서 높은 광 반사도를 가지고 있다. 일반적으로, 태양전지의 광전변환 효율은 빛이 서로 다른 유전율을 가진 계를 통과할 때 발생하는 계면반사로 인한 물리적인 한계를 가진다. Indium Tin Oxide (ITO)는 발광 다이오드, 태양전지, 그리고 광 검출기 등의 광소자에 적용하기 위해 수 년간 투명전도 산화막 재료로서 연구되어 왔다. ITO의 뛰어난 광학적, 전기적 특성은 높은 투과도와 낮은 전기 전도도를 요구하는 소자 응용에 대해 유망한 후보로 거듭나게 했다. 게다가, ITO의 굴절률은 대략 2정도이다. 그 결과, ITO는 반도체 기반 태양전지의 무반사 코팅 소재로서도 장점을 가지고 있다. 본 연구는 전자빔 증착법으로 경사입사 증착을 하여 실리콘 기반 태양전지에 증착될 ITO 박막의 굴절률을 조절한다. 여기서, 실리콘의 굴절률은 대략 3.5정도이다. 그러므로, 더 나은 광학적 특성을 가지기 위해 다층으로 올려진 ITO 박막이 점진적인 굴절률 변화를 가지는 것을 필요로 한다. 점진적 굴절률 변화를 가진 무반사 박막이 실리콘 태양전지의 특성에 미치는 영향을 평가하기 위해 광전변환 효율을 측정하였다. 증착된 박막의 굴절률과 표면형상은 각각 타원편광분석과 Atomic Force Microscopy (AFM)을 통해 분석되었다. 또한, 소자의 단면형상은 Scanning Electron Microscopy (SEM)으로 측정되었다.

• 전기의세계
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• 제44권12호
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• pp.25-30
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• 1995

광통신기술은 통신기술의 발달과정에서 1960년대에 등장한 새로운 통신기술로 몇 단계의 기술혁신을 거쳐 현재에 이르러는 보편화된 통신기술로 자리잡아 가고 있으며 2000년대 정보화 사회구축을 위한 핵심기술로 인식되고 있다. 이러한 광통신의 기본원리는 다음과 같다. 즉 우리가 통신에서 주로 이용하는 전화, 데이타, 영상정보등은 아날로그 또는 디지털 신호로서 이 신호들은 다중화 및 변조과정을 거쳐 고속전기신호를 구성하며, 이 고속전기신호를 광신호로 변환하는 반도체 레이저(LD: Laser Diode)에서 고속광 신호로 변환된다. 이 광신호는 전송손실이 매우 적은 광매체인 광섬유를 통해 40km - 100km 정도를 무중계로 전송된다. 전송된 미약한 광신호는 광검출기(PD:Photo Diode)에서 전기신호로 변환된 후 복조 및 역다중화과정을 거쳐 원래의 정보로 재현된다. 이러한 광통신원리를 이용한 광전송 기술은 기존의 동축이나 마이크로웨이브 전송기술에 비해 우수한 전송특성을 갖는다. 즉 광섬유가 가지는 거의 무한대의 전송대역폭(Bandwidth), 광소자의 높은 변조특성을 이용하여 현재에도 이미 10Gb/s급의 고속전송이 가능하며 2000년대 초반에는 수백 Gb/s급의 전송장치가 개발될 것으로 예상된다. 따라서 광전송기술은 현시대에 가장 경제적이고 신뢰성있는 통신수단으로 인식되고 있으며 초고속 정보 통신망 구축의 핵심기술이 될 것으로 예측된다. 이에 광전송기술의 발달과정, 차세대 광 전송기술 및 응용사례등을 살펴보고자 한다.