• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.676-676
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• 2013

무기물 양자점을 광감응 염료로 사용하는 경우 양자점의 사이즈 조절만으로 밴드갭을 조절할 수 있어 광학적 특성 조절이 용이하며, 유기 염료보다 광흡수 능력이 뛰어난 장점을 가진다. 특히 카드뮴 계열의 CdS, CdSe 양자점을 순차적으로 증착하여 사용하는 경우 가시광 전 영역을 효율적으로 흡수, 이용할 수 있어 광전기화학 셀의 광전극으로 사용 시 높은 성능을 기대할 수 있다. 하지만, 카드뮴 계열 양자점의 경우 광전기화학 셀로의 구동에 있어 안정성이 낮은 문제점이 있으며, 이는 양자점에 남아있는 정공이 관여하는 양자점 부식 반응으로 인한 것이다. 본 연구에서는 보다 안정적이면서도 고효율의 광전기화학적 수소생산 시스템을 위해, CdSe/CdS 양자점 감응형 ZnO 나노선 광전극에 IrO2 촉매물질을 증착하였다. CdSe/CdS 양자점이 가시광 전 영역을 흡수하며, ZnO 나노선 구조를 통해 생성된 광전자를 효율적으로 포집하여 높은 광전류 특성을 기대할 수 있다. 나아가 산소생산용 조촉매로 많이 사용하는 $IrO_2$ 촉매 물질의 추가증착을 통해 양자점에서 생긴 정공을 빼 줌으로서 정공이 관여하는 양자점 부식 반응을 방지할 수 있다. 실험결과 촉매물질의 증착 이후 광전류 생성 특성 및 수소생산량이 증가하였으며, 안정성 또한 상당히 향상된 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.486-486
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• 2014

CIGS 박막태양 전지는 I-III-VI2 Chalcopyrite 결정구조를 가진 화합물 반도체 태양전지로 인위적인 밴드갭 조작이 용이하여 효율 향상에 높은 가능성을 보이고 있다. 4원소 화합물인 CIGS 광흡수층의 대표적인 제조 방법으로는 co-evaporation 공정법이 있다. 동시 증발법은 CIGS 결정을 최적화하기 위하여 박막이 증착되는 동안 기판의 온도를 3단계로 변화시켜주는 3-stage 공정을 통하여 제작된다. 일반적으로 CIGS 박막태양전지는 전면전극으로 투명전도막이 사용되며 높은 광투과성과 전기전도성을 가져야 한다. 투명전도막의 광학적, 전기적 특성은 CIGS 박막태양전지의 효율에 영향을 미치기 때문에 최적화된 조건이 요구된다. 본 연구에서는 CIGS 광흡수층은 Ga/(In+Ga)=0.31, Cu/(In+Ga)=0.86으로 최적화 시켰으며, 투명전도막은 Al이 도핑된 ZnO 박막을 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 증착하였다. ZnO:Al 박막의 두께를 가변하여 증착하였으며 박막의 특성을 평가하고, CIGS 광흡수층에 이를 적용함으로써 태양전지 변환효율 특성을 연구하였다. CIGS 박막 태양전지의 투명전극인 ZnO:Al 박막의 두께가 500 nm 일 때, Jsc=29.521 mA/cm2, Voc=564 mV, FF factor=71.116%, Efficiency=12.375%의 광 변환효율을 얻을 수 있었으며, 이에 따른 투명 전도막의 전기적, 광학적 특성을 통해 CIGS 박막태양전지에 미치는 영향에 대해 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.384-384
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• 2011

양자점 감응형 태양전지는 염료감응형 태양전지와 비슷한 구조를 가지지만, 유기물 염료를 대신하여 무기물 양자점을 사용함으로서 기존 유기물 염료가 가지는 한계점을 극복할 수 있다. 양자점을 광감응 염료로 사용하는 경우 양자제한효과(quantum confinement effect)에 의해 양자점의 사이즈조절만으로 밴드갭을 조절할 수 있어 광학적 특성 조절이 용이하며, 유기물 염료보다 광흡수 능력도 뛰어나다. 더불어, 하나의 광자를 흡수하여 두개 이상의 전자-정공쌍을 만들 수 있는(multiple exciton generation) 가능성이 있어 기존 태양전지가 가지는 이론적 한계효율(Shockley-Queisser limit)을 뛰어넘을 수 있다. 본 연구에서는 고효율의 양자점 감응형 태양전지 개발을 위해, ZnO 나노선 구조에 CdS, CdSe 양자점을 증착한 CdSe/CdS/ZnO 나노선 헤테로구조를 수열합성법으로 합성하였다. 증착한 CdSe/CdS 양자점이 태양광의 가시광 전 영역을 흡수하여 전자-정공을 생성하며, 세 물질 간의 밴드구조를 통해 양자점에서 생성된 전자가 ZnO 나노선으로 포집되고, 바닥전극으로 직접연결이 되어있는 1차원의 나노선 구조를 통해 전자를 효율적으로 운반할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.369-369
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• 2011

양자점 감응형 태양전지는 가시광 영역을 흡수, 이용할 수 있는 광감응 물질로 무기물 양자점을 사용하며, 이 경우 나노미터 크기의 무기물 양자점으로 인한 양자제한 효과 (quantum confinement effect)에 의해 양자점의 사이즈 조절 만으로 밴드갭을 조절할 수 있어 광학적 특성 조절이 용이하며, 하나의 광자를 흡수하여 두개 이상의 전자-정공쌍을 만들 수 있는 (multiple exciton generation) 가능성이 있어 기존 태양전지가 가지는 이론적 한계효율(Shockley-Queisser limit)을 뛰어넘을 수 있다. 본 연구에서는 양자점 및 염료 감응형 태양전지분야에서 가장 많이 사용되고 있는 TiO2 다공성 필름이 아닌, ZnO 나노선 구조를 이용하여 양자점 감응형 태양전지를 제작하였다. ZnO의 경우 TiO2보다 높은 전자이동도를 가지며, 나노선 구조가 바닥전극까지 수직 연결된 1차원의 전자전달경로를 제공하여 결과적으로 광전자 포집에 유리하다. 또한, CdS, CdSe 양자점을 동시에 사용하여 광흡수 범위를 가시광 전 영역으로 확장하였으며, 계단형 밴드구조를 통해 광전자-정공 분리 및 포집을 용이하게 하였다. 더 나아가 전해질의 조성, 나노선의 길이 등 다양한 부분을 조절하면서 각 변수가 소자의 효율에 미치는 영향을 관찰하였다.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.17 no.2
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• pp.181-192
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• 2006

PEC전지 전극으로 사용될 수 있는 CdSe는 수용액상에서 광부식이 심하기 때문에 투명한 보호막이 필요하다. TiO2는 광부식이 심한 광전극의 보호막으로 적당하며 이 논문에서 화학적 방법(전기증착과 화학조증착)을 이용하여 산성용액이나 알칼리용액에서 TiO2 박막을 제조하여 광흡수나 광전류를 측정하였다. XRD를 이용해서 제조된 TiO2 박막의 결정성을 확인하였으며 막의 표면특성은 SEM으로 측정하였으며 광흡수 특성이 관찰되었다. 제조된 TiO2 박막의 광전류는 100 mw/cm2의 광세기를 가지는 제논 램프를 이용하여 측정하였다. CdSe에 TiO2박막을 코팅했을 때의 CdSe막의 광흡수와 광전류를 측정하여 TiO2 코팅효과를 관찰하였다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.7 no.4
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• pp.548-554
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• 1997

The single crystal of $Mg_{0.16}Zn_{0.84}$Te:Co(Co:0.01 mole%) was grown by vertical Bridgman method. The crystal structure of $Mg_{0.16}Zn$_{0.84}$Te:Co and optical absorption properties of this compound were studied. The grown single crystal has a cubic structure and a lattice constant a=6.1422 $\AA$ were determined by X-ray diffraction. As a result of the optical absorption spectra of $Mg_{0.16}Zn_{0.84}$Te:Co, the intracenter transitions due to $Co^{2+}$ ions were detected for $A-band:^4A_2(^4F){\to}^4T_2(^4F),\; B-band:^4A_2(^4F){\to}^4T_1(^4F), C- band:^4A_2(^4F){\to}^4T_1(^4P)$.The charge transfer transition near the absorption edge was observed in the wavelength range of 550 to 770 nm. According to the crystal field theory, the crystal field parameter(Dq) and the Racah parameter(B) were determined.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.35 no.1
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• pp.1-8
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• 2024

Explicit expressions for the transmission pseudo-ellipsometric constants and transmittance of a semi-transparent glass substrate coated with thin films are presented to determine the optical constants of a very weakly absorbing thin film coated on a glass substrate. The intensity of the multiply reflected light inside the semi-transparent substrate is superposed incoherently and the light absorption by the substrate is properly treated, so that modeling analysis of thin films coated on a semi-transparent substrate can be performed with increased accuracy. The extinction coefficient derived from transmittance analysis is compared to that from ellipsometric analysis in the weakly absorbing region, and the difference between the two extinction coefficients is discussed in relation to the sensitivities of the transmittance and ellipsometric constants. This transmittance analysis, together with ellipsometric analysis, is applied to a glass substrate coated with a SiN thin film, and it is shown that the thickness and complex refractive index of the SiN thin film can be determined accurately, even though the extinction coefficient is very small.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2003.07a
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• pp.162-163
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• 2003

이광자흡수는 Χ$^{(3)}$ 의 허수부로 표현되는 3차 비선형 흡수 효과로, 이광자 흡수확률은 입사빛 세기의 제곱에 비례한다. 특수한 단량체 분자들은 이광자흡수를 통해 빛을 흡수하여 중합과정의 에너지원으로 사용한다. 이 때 에너지의 threshold가 있으므로 초점 부근에서만 반응이 일어나게 되어, 이광자흡수를 통한 광중합과정은 회절효율 한계를 벗어난 미세구조 제작에 응용된다. 또 긴 파장의 빛을 이용하므로 입사 빛이 시료에 깊이 침투하여 3차원 구조제작, 3차원 data 저장 등의 분야에서 높은 응용성을 지닌다. (중략)

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.28 no.4
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• pp.158-165
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• 2017

The physical shape of an ultrasound transducer has not been considered in previous studies of the photoacoustic saturation effect, where a photoacoustic signal's magnitude linearly increases as an absorption coefficient increases and it is finally saturated. In this paper, the effect of a spherically focused ultrasound transducer on photoacoustic nonlinearity is investigated. The focused ultrasound transducer's spatial filtering effect on photoacoustic signals is analytically derived considering the combined concept of a virtual point detector and Green function approach. The ultrasound transducer's temporal response (i.e., transfer function) effect on photoacoustic signals is considered by integrating photoacoustic signal values within the absorption area covered by a spatial resolution of the ultrasound transducer. Results from the analytically derived expression show that the magnitude of photoacoustic signals measured by a spherical focused ultrasound transducer shows a maximum at a specific absorption coefficient, and decreases after that maximum point as an absorption coefficient is increased. The origin of this photoacoustic nonlinearity is physically understood by comparing the ultrasound transducer's transfer functions and photoacoustic resonance spectra. In addition, this physical interpretation implies that the photoacoustic nonlinearity is strongly dependent on the irradiance distribution inside an absorption medium.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.23 no.2
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• pp.108-113
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• 2013

Chalcopyrite material $CuInSe_2$ (CIS) is known to be a very prominent absorber layer for high efficiency thin film solar cells. Current interest in the photovoltaic industry is to identify and develop more suitable materials and processes for the fabrication of efficient and cost-effective solar cells. Various processes have been being tried for making a low cost CIS absorber layer, this study obtained the CIS nanoparticles using commercial powder of 6 mm pieces for low cost CIS absorber layer by high frequency ball milling and cryogenic milling. And the CIS absorber layer was prepared by paste coating using milled-CIS nanoparticles in glove box under inert atmosphere. The chalcopyrite $CuInSe_2$ thin films were successfully made after selenization at the substrate temperature of $550^{\circ}C$ in 30 min, CIS solar cell of Al/ZnO/CdS/CIS/Mo structure prepared under various deposition process such as evaporation, sputtering and chemical vapor deposition respectively. Finally, we achieved CIS nanoparticles solar cell of electric efficient 1.74 % of Voc 29 mV, Jsc 35 $mA/cm^2$ FF 17.2 %. The CIS nanoparticles-based absorber layers were characterized by using EDS, XRD and HRSEM.