• 제목/요약/키워드: 박막요소

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Thin Film Solar Cell Simulation of A Function of P Buffer Layer Bandgap

  • 김세준;최형욱;이영석;이준신
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.60-60
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    • 2009
  • 기존의 박막 실리콘 태양전지는 TCO와 p-layer 사이의 Bandgap차이가 p-layer, i-layer, n-layer 사이의 Bandgap 차이보다 커서 TCO를 통과한 태양광이 p-layer에 흡수되기 전에 일정량 손실된다. 이를 해결하기 위하여, p-layer 위에 기존의 p-layer보다 높은 Bandgap을 갖는 p buffer layer가 추가된 박막 실리콘 태양전지 구조를 만들어서 흡수되는 태양광의 손실량을 줄이고, 변환효율을 높이고자 하였다. 실험은 ASA Simulator를 이용하여 진행하였으며, Simulation결과 1.92eV의 Bandgap을 갖는 p buffer layer의 추가로 인하여, 기존 10.64%에서 11.16%로 증가된 변환효율을 얻을 수 있었다. Bandgap뿐만 아니라 다른 요소의 최적화도 이루어진다면, 기존의 박막 실리콘 태양전지보다 훨씬 높은 변환효율을 갖는 박막 실리콘 태양전지를 설계 하는 것이 가능 할 것이다.

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금속 연성기판재의 열팽창 특성이 Si 박막 층에 미치는 영향 (The effects of thermal expension properties of flexible metal substrates on the Si thin film)

  • 이민수;임태홍
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.367-369
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    • 2009
  • 플렉서블 태양전지용 연성기판재에는 플라스틱재와 금속재가 있다. 기존의 연성기판인 플라스틱의 경우 열과, 내구성, 화학약품에 약하다는 단점이 있으며, 금속기판은 높은 생산원가, 박판화의 어려움 등의 문제를 안고 있다. 일반적으로 기판재와 cell을 구성하는 반도체 층의 열팽창 거동 차이에 의한 열 변형이 태양전지의 공정안정성에 영향을 주는 것으로 알려져 있으며, cell을 구성하는 반도체 층과 열팽창 거동이 유사한 금속기판재의 적용이 필요하다. Si 박막 태양전지의 경우 Si 열팽창 거동과 비슷한 특성을 갖는 기판재의 개발이 필요하다. 전주법을 적용하여 조성이 다른 Ni계 합금의 열팽창 거동을 TMA 장비를 사용하여 측정하였다. 그리고 전산해석 Tool을 활용하여 가상의 Si 박막 태양전지 제조공정을 설정하고 고온 공정온도에서 상온으로 냉각시 발생되는 층간 열변형 연구를 수행하였고 열팽창 거동이 다른 합금 상에 Si층을 증착하여 열 충격에 의한 결함 발생여부를 관찰하였다.

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Si 박막해석을 위한 Surface Relaxation Model (A Surface Relaxation Model for Si thin film)

  • 정하영;김원배;조맹효
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.273-276
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    • 2011
  • 표면의 물성은 표면효과를 고려한 나노 스케일의 구조물의 기계적 거동 해석에 있어서 필수적인 요소이다. 이러한 해석을 위한 방법론 중 surface relaxation model을 이용하여 박막의 표면 물성을 계산하는 방법은 이미 FCC 모델에서는 검증된 바 있으나, 동일한 방법론을 diamond 구조를 가지는 실리콘에 일괄적으로 적용할 수는 없다. 이는 FCC 구조를 갖는 금속과는 달리 실리콘이 공유결합 물질이라는 점과, 박막표면에서 다양한 surface reconstruction이 가능하다는 점, 그리고 실리콘의 diamond lattice가 FCC lattice에 비해 추가적인 자유도가 존재한다는 점으로부터 기인한다. 본 논문에서는 이와 같은 조건을 고려하여 Si 박막의 표면 물성을 해석하기 위한 surface relaxation 모델을 제시한다.

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p-layer 최적화를 통한 고효율 비정질 실리콘 박막태양전지 설계 simulation 실험 (The simulation of high efficiency amorphous silicon thin film solar cells by p-layer optimizations)

  • 박승만;이영석;이범상;이돈희;이준신
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 에너지변화시스템부문
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    • pp.256-258
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    • 2009
  • 현재 상용화되어 있는 결정질 태양전지의 경우 높은 실리콘 가격으로 인해 저가격화에 어려움을 격고 있다. 따라서 태양전지 저가화의 한 방법으로 박막태양전지가 주목을 받고 있다. P-I-N 구조의 박막태양전지에서 각 층의 thickness, activation energy, energy bandgap은 고효율 달성을 위한 중요한 요소이다. 본 논문에서는 박막태양전지 p-layer의 가변을 통하여 고효율을 달성하기 위한 simulation을 수행하였다. 가변 조건으로는 thickness $5\sim25nm$, activation energy $0.3\sim0.6$ eV 그리고 energy bandgap $1.6\sim1.8$ eV까지 단계별로 변화시켰다. 최종 simulation 결과 p-layer의 thickness 5nm, activation energy 0.3 eV 그리고 energy bandgap 1.8 eV에서 최고 효율 11.08%를 달성하였다.

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Deposition of IGZO thin film using DC and ICP at magnetron sputtering system

  • Lee, C.H.;Kim, K.N.;Kim, T.H.;Lee, S.M.;Bae, J.W.;Yeom, G.Y.
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.95-95
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    • 2015
  • IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide) 물질은 기존에 사용되던 Amorphous Silicon에 비해 전자 이동도가 더욱 빠르기 때문에 차세대 디스플레이 재료로서 각광받고 있으며, 이러한 빠른 전자 이동도는 디스플레이 소자에 있어서 매우 중요한 요소 중 하나이다. 이를 향상시키기 위하여 본 연구에서는 ICP(inductively coupled plasma) antenna를 이용하여 rf power와 requency를 변화함으로써 박막 증착 시 발생되는 플라즈마의 특성을 조절하여, 박막의 특성을 조절하고자 했다. 이렇게 증착된 IGZO 박막은 Hall Effect Measurement를 이용하여 전기적 특성을 분석하였으며, XPS(x-ray photoelectron spectroscopy)를 이용하여 박막의 조성을 분석하였다.

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O2/FTES-ICPCVD 방법에 의한 Fluorocarbonated-$SiO_2$ 박막형성

  • 오경숙;강민성;최치규;이광만;김건호
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.105-105
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    • 1999
  • 차세대 기억소자에서는 집접도의 증가, 고속화, 그리고 미세화에 따라 배선간으 최소선폭이 작아지고, 새로운 다층 배선기술이 요구되는 가운데 층간절연막의 재료와 형성기술은 소자의 특성을 향상시켜주는 중요한 요소로서 열적안정성, 저유전율, 평탄화특성 등에 핵심을 두고 연구되고 있다. 본 연구에서는 5인치 p-Si(100) 위에 FTES와 O2를 precursor로 하고 carrier gas를 Ar gas하여 ICP CVD 방법으로 저유전율의 Fluorocarbonated-SiO2 박막을 형성하였다. 0.1-1kW, 13.56MHz인 rf power를 사용하였으며, 증착은 RT에서 5~10분으로 하였다. 형성된 박막은 FTIR(fourier transform infrared), XPS(x-ray photoelectron spectroscopy), 그리고 ellipsopsometer 등을 이용하여 결합모드와 F농도, 균일도 등을 측정하고, I-V와 C-V 측정장치, 그리고 SERM(scanning electrion microscopy) 등을 이용하여 유전상수, 누설전류, dielectric breakdown voltage, 그리고 박막의 stepcoverage를 측정하였다. 제작된 박막의 신뢰성은 열처리에 따른 전기적 특성으로부터 조사하였다. 형성된 fluorocarbonated 박막 결합모드는 Si-F, Si-O, O-C, C-C와 C-F였고 O2:FTES:Ar 유량을 1sccm:10sccm:6sccm으로 하여 증착한 시료에서 유전율은 2.8이었으며, 누설전류밀도는 8$\times$10-9A/cm2, Breakdown voltage는 10MV/cm 이상, 그리고 stepcoverage는 91%로 측정되었다.

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$Al_2O_3$ 2wt.%가 도핑된 ZnO의 회전하는 원통형 타겟을 가진 DC pulsed Magnetron sputtering에서의 펄스주파수가 박막에 미치는 영향

  • 박형식;장경수;정성욱;염정훈;이준신
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.311-311
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    • 2010
  • 본 논문은 직류전원에 펄스주파수를 인가함으로써 AZO 박막이 미치는 영향에 대해 알아보기 위해 기존과는 다른 형태인 원통형의 회전(Cylindrical rotatable)하는 방식을 가진 DC magnetron sputter를 이용하였다. 인가되는 전력과 압력, 온도 그리고 거리는 각각 고정하였고 펄스 주파수 가변을 통해 박막의 전기적, 광학적, 구조적 그리고 SEM등의 다양한 특성에 대해 확인하였다. 박막의 광학적 특성인 투과도를 알아보기 위해 UV-Vis를 이용하여 측정하였고 가변 범위에 관계없이 550 nm의 파장 길이에서 약 90%의 투과도를 보였다. 그리고 펄스주파수가 증가할수록 XRD의 Intensity는 오히려 감소되는 경향을 보였고, 홀 측정을 통해 비저항의 증가와 전자농도 증가, 감소된 홀 이동도를 통해 증가된 펄스 주파수가 박막의 구조적, 전기적 특성이 얼마나 많은 영향을 끼치는지 또한 알 수 있었다. 그리고 펄스주파수는 면저항과 홀 이동도의 감소 요인이며 이것은 XRD의 결과로 확인하였다. 펄스주파수가 향후 박막 태양전지 및 TFT와 NVM 등의 소자를 적용하는데 있어 중요한 요소 중의 하나로 판단할 수 있다.

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굽힘 에너지가 보강된 박막 요소와 연속 접촉 처리를 이용한 스탬핑 공정의 단면 해석 (Sectional Analysis of Sheet Metal Stamping Processes Using Bending Energy Augmented Membrane Element and Continuous Contact Treatment)

  • 윤정환;김종봉;양동열;유동진;한수식
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.58-67
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    • 1998
  • A sectional analysis of sheet metal forming process with an arbitrary tool shape is proposed in the present work. To improve the numerical convergence in the conventional membrane sectional analysis, the Bending Energy Augmented Membrane (BEAM) elements had been developed. The BEAM elements particularly improve the stability and convergence of the finite element method for the case of deep drawing. In this work, the FERGUBON spline (C$^2$-continuous) was used to fit the deformed mesh to smooth the given curves and calculate the local curvature of the deformed sheet. The fittings of the deformed sheet and tool surface profile ensure the stability and the convergence of the finite element analysis of highly nonlinear stamping processes. A center floor section and front fender section are analyzed to show the accuracy and robustness of the approach. The results obtained by the proposed approach are compared with the available experimental data.

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굽힘 첨가 박막요소에 의한 알루미늄 샌드위치 판재 성형공정의 단면 유한요소 해석 (Sectional Finite Element Analysis of Forming Process of Aluminum Sandwich Sheet by Bending Augmented Membrane Elements)

  • 이재경;금영탁;유용문;이명호
    • 소성∙가공
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    • 제10권2호
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    • pp.91-100
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    • 2001
  • A sectional FEA program is developed lot analyzing forming processes of sandwich sheets, which are intensively used recently as a lightweight material of an automobile body. The aluminum sandwich sheet consists of two aluminum skins and a polyprophylen core in between. The aluminum sandwich sheet is dominantly effected by the bending effects in small radius of curvature, so that an appropriate description of bending effects is required to analyze the forming processes. For the evaluation of bending effects, the bending equivalent forces are calculated from the bending moment computed using the curvature of the tool and are added to the membrane stretch forces. To verify the validity of the developed program the sectional FEA results in stretch/draw forming Processes of a square cup and draw forming Processes of an outer hood panel were compared with the measurements.

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정사각형 컵 디프드로잉의 탄소성 유한 요소해석 (An Elastic-Plastic FE Analysis of a Square Cup Deep Drawing Process)

  • 서의권;심현보
    • 소성∙가공
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    • 제5권1호
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    • pp.8-17
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    • 1996
  • In the present study SEAM (Shear Energy Augmented Membrane) elements have been devel-oped. Maintaining the numerical efficiency of conventional membrane elements the effect of out-of-plane deformation (transverse shear deformation) has been incorporated for the purpose of computational stabilization without introducing additional degrees of freedom. Computations are carried out for the deep drawings of square cup to check the validity and the effectiveness of proposed SEAM elements. The computational results are compared with both the existing results. And the effects of process variables like initial sheet thickness punch & die round and clearance are checked

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