• 제목/요약/키워드: 박막증발

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급액속도가 원심식 박막증발기의 운전 특성에 미치는 영향 (Effect of Feeding Rate for Operation Properties of Centrifugal Thin Film Evaporator)

  • 김병삼;박노현;박무현;한봉호
    • 한국식품과학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.437-441
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    • 1991
  • 원심식 박막증발기를 이용해 마늘착즙을 증발 농축하면서 급액속도가 증발표면에서의 액의 흐름상태와 운전 특성에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. 급액속도 $25{\sim}125kg/h$의 운전 조건하에서 증발표면에서의 이론적인 박막의 두께는 $0.52{\sim}0.89mm$ 그리고 체류시간은 $1.77{\sim}6.75$초로 계산되었다. 한편 Reynolds number로 판단해 볼 때 증발표면에서의 마늘착즙의 흐름은 대체로 층류로 여겨졌다. 일정한 증기 및 증발온도 조건하에서 농축비는 급액속도가 증가함에 따라 감소한 반면 증발속도와 총괄열전달계수는 어느 일정한 값까지 증가하다가 감소하는 경향을 나타내었다. 그리고 급액속도 $25{\sim}125kg/h$(증발온도 $40^{\circ}C$, 증기온도 $95{\sim}120^{\circ}C$, 급액의 초기농도 $32^{\circ}Brix$)에서 농축비는 $1.04{\sim}2.04$, 총괄열전달계수는 $3,074.33{\sim}17,614.70kJ/m^{2}{\cdot}h{\cdot}^{\circ}C$ 였다.

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컴퓨터를 이용한 원심식 박막증발기의 제어 및 자료 수집 시스템의 제작 (Manufacture of Control and Data Acquisition System of Centrifugal Thin Film Evaporator(Centri-Therm, CT-1B) by Computer)

  • 박노현;김병삼;박무현;한봉호;배태진
    • 한국식품과학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.479-485
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    • 1990
  • 증발 농축공정중 각종 운전 조건의 제어 및 데이터 수집을 자동으로 하기 위하여 제어 및 데이터 수집 부위에 각종 조절기와 센서를 부착하여 컴퓨터 프로그램에 의하여 공정이 진행되도록 하였다. 증발 농축 장치는 원심식 박막증발기인 Centri-Therm$(CT-1B,\;{\alpha}-Laval\;Co.,\;Sweden)$이 이용되었으며 제어 변수로는 증발기의 압력, 급액 속도, 증기의 온도 및 냉각수의 유량 등을 택했다. 그리고 데이타 수집 부위로는 급액 및 농축액의 온도와 농도, 냉각수의 입구 및 출구 온도, 증기의 온도, 증발 온도, 원료 및 농축액의 중량 변화, 응축수의 양 등을 택했다. 운전 프로그램은 PASCAL language를 이용해 작성하였으며 전 공정은 균일하게 콘트롤되었다. 냉각수는 밸브 콘트롤러에 의해 시간당 125kg의 유속으로 흐르도록 하였으며 급액 속도 125/h에서 최대 증발 속도는 41.7kg/h였다.

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선형증발원을 이용한 대면적 CIGS 광흡수층 증착 및 특성 연구

  • 서제형;정승욱;이원선;최윤성;최진철;최명운
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.674-674
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    • 2013
  • $600{\times}1200$ mm 기판에 대면적 CIGS 광흡수층 증착을 위한 선형증발원 개발을 위해 다른 크기의 노즐(nozzle)과 일정한 노즐 간격을 가지는 선형증발원의 플럭스 밀도(flux density)를 전산 모사하여 플럭스 균일도 ${\pm}5%$의 조건을 구하였다. 이를 바탕으로 제작된 선형증발원을 이용하여 Cu, In의 단일막 두께균일도를 확인하였고, CIGS 광흡수층을 동시증발법으로 증착하여 박막의 두께 균일도 및 증착 조성의 균일도로 선형 증발원을 평가하였다. EDS 조성 분석을 통해 구한 조성불균일도는 600 mm 폭에서 Cu $${\leq_-}6%$$, In $${\leq_-}3%$$ Ga $${\leq_-}1%$$ Se $${\leq_-}2%$$으로 균일한 조성비로 성막된 것을 확인하였고 SEM 분석을 통해 표면 결정립의 형상을 확인하였다. 또한 XRD측정을 통해 선형증발원 방향의 대면적 CIGS 광흡수층이 칼코피라이트(Chalcopyrite) 구조임을 확인하였다. 이를 통해서 개발된 선형증발원이 CIGS 광흡수층 증착에 적합함을 확인하였다.

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할로방전 스퍼터링 소스의 특성 (Characteristics of Hollow Cathode Gas Flow Sputtering Source)

  • 정재인;양지훈;김성환;변인섭
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.92.2-92.2
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    • 2017
  • 스퍼터링은 이온화된 불활성 기체가 음의 전압이 인가된 타겟에 충돌하여 운동량 전달에 의해 타겟 물질을 떼어내어 기판에 박막을 형성하는 진공증착 기술의 하나이다. 스퍼터링은 초기에 이극 또는 삼극 스퍼터링이 사용되다가 1970년대에 마그네트론 스퍼터링이 등장하면서 고속화 및 박막의 특성향상이 이루어졌으며 현재 스퍼터링 기술의 표준으로 자리를 잡았다. 마그네트론 스퍼터링은 그러나 타겟 효율이 30%내외로 낮고 여전히 다른 증착 기술에 비해 증발율이 낮다는 단점이 지적되고 있으며 이를 극복하기 위한 많은 연구가 진행되어 왔다. 증발율을 향상시키고 타겟 효율을 향상시킬 수 있는 방안의 하나로 HC-GFS(Hollow Cathode - Gas Flow Sputtering) 소스가 연구되어 왔다. GFS란 증기가 발생하는 부분과 증착이 이루어지는 부분의 진공도를 변화시켜 압력차에 의해 증기가 이송되어 증착되는 기술을 의미하며 HC-GFS는 타겟과 타겟 사이에 할로 방전을 발생시켜 이때 발생된 플라즈마로 타겟의 물질을 스퍼터링하고 스퍼터링된 입자를 압력차로 이송하여 기판에 증착하는 기술이다. HC-GSF 소스는 증발율이 향상되고 타겟 효율이 높다는 점에서 많은 관심을 가졌으나 아직까지 상용화 실적은 미미한 상황이다. 본 연구에서는 HC-GFS 소스를 제작하고 그 특성을 평가하였으며 금속을 증착하여 상용 증발원으로써의 가능성을 검토하고자 하였다.

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MOCVD 법에 의해 Si(100) 기판 위에 제조된 $PbTiO_3$ 박막의 증착 특성 (Preparation and characterization of$PbTiO_3$ thin films deposited on Si(100) substrate by MOCVD)

  • 김종국;박병옥
    • 한국결정성장학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.34-38
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    • 1999
  • 유기금속 화학 증착법(MOCVD)을 이용하여 Si(100) 기판 위에 $TiO_2$와 PbO의 동시 증착으로 $Pb(TMHD)_2$(PT) 박막을 증착하였다. 원료물질로는 Titanium tetra-isopropoxide(TTIP)와 $Pb(TMHD)_2$를 사용하였다. 증착온도를 $520^{\circ}C$, Pbdbfid을 30 sccm으로 고정하고, 전체유량을 750 sccm으로 하여 TTIP의 증발온도와 유량에 따른 PT 박막의 XRD 변화를 관찰하였다. PT 박막 생성은 TTIP의 증발온도 및 유량이 각각 48~$50^{\circ}C$와 18~22sccm 영역에서 생성되었으며, 생성된 박막과 기판의 계면에서는 Pb, Si, O의 상호확산을 관찰할 수 있었다.

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펜타센의 박막두께 변화와 전극의 종류에 따른 펜타센 유기박막 트랜지스터의 특성 변화

  • 김태욱;민선민;노용한
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.112-112
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    • 2011
  • 유기박막 트랜지스터(Organic Thin Film Transistor: OTFT)는 낮은 공정비용과 기존의 고체 실리콘 트랜지스터로서 실혐 할 수 없는 플렉시블 디스플레이, 스마트카드, 태양전지 등의 매우 넓은 활용범위로 각광받고 있는 연구 분야 중 하나이다. 본 연구에서는 열 증발 증착장비(Thermal Evaporator)를 이용하여 펜타센을 활성층으로 사용한 유기박막 트랜지스터를 제작하였다. Heavily doped된 N형 실리콘 기판을 메탄올, 에탄올, 불산 처리를 하여 세척을 한 후 PECVD를 이용하여 SiO2를 200 nm 증착하였다. 그 후 열 증발 증착 장비를 사용하여 펜타센을 활성층으로 사용하였고, 분말 형태의 펜타센의 질량을 15~60 mg으로 조절하여 활성층의 두께를 조절하였다. 펜타센 증착 후 100도에서 열처리를 하고, 그 후 Shadow Mask를 이용하여 전극을 150nm 증착하였다. 이때 전극은 Au, Al, Ni 세가지 종류를 사용하였다. 펜타센의 질량을 조절하여 증착한 활성층의 두께는 60 mg일 때 약 60 nm, 45 mg일 때 약 45 nm로 1:1의 비율로 올라가는 것을 확인 할 수 있었고, 펜타센의 두께가 30 nm일 때 특성이 가장 잘 나오는 것을 볼 수 있었다. 펜타센의 두께가 두꺼울수록 게이트에서 인가되는 전압의 필드가 제대로 걸리지 않아 특성이 나쁘게 나온 것으로 보인다. 또한 활성층을 30 nm로 고정하고 전극의 종류를 바꿔가며 전기적 특성(캐리어 이동도, 문턱전압, 전달특성 등)을 측정 했을 때 전극으로 Al보다는 Au와 Ni를 사용했을 때 전기적 특성이 더 우수하게 나오는 것을 볼 수 있었다. 메탈과 펜타센과의 일함수 차이에 따른 결과로 보여진다.

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단일 스텝 스핀 코팅 방법에서 증발 제어 공정 변경에 따른 페로브스카이트 박막 물성 및 태양 전지 소자 특성 변화에 관한 연구 (Properties of Perovskite Materials and Devices Fabricated Using the Solvent Engineered One-Step Spin Coating Method)

  • 오정석;권남희;차덕준;양정엽
    • 새물리
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    • 제68권11호
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    • pp.1208-1214
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    • 2018
  • 단일 스텝 스핀 코팅 (one-step spin coating) 공정은 $MAPbI_3$ 페로브스카이트 (Perovskite) 박막의 결정화가 우수하여 고효율 태양 전지 제작이 가능하다. 이 공정의 핵심은 솔벤트 증발 제어 공정을 사용하는 것인데, 이는 스핀 코팅 시 $MAPbI_3$ 의 용해도를 증가 시킬 수 있는 용매를 투입하는 (dripping) 방식이다. 본 연구에서 용매의 양, 투입속도 및 시간에 따라 생성되는 $MAPbI_3$의 특성을 분석하고, 이렇게 만들어진 박막을 이용한 태양 전지 특성을 조사하였다. $MAPbI_3$ 박막 형성을 위하여 lead iodide, methyl-ammonium iodide를 N,N-dimethylformamide에 녹이고, N,N-dimethyl sulfoxide를 첨가하여 용액을 만들었으며, 증발 제어 공정을 위한 용매로 diethyl ether (DE)를 사용하였다. DE의 투입 조건에 따라 $MAPbI_3$ 박막 형성 시 핵 생성에 차이가 생기고, 이는 $MAPbI_3$의 결정화, 밀도 및 표면 상태에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이에 따라 태양 전지의 효율이 달라지는 것을 알 수 있었다. 0.7 mL의 DE의 양, 3.03 mL/sec 투입 속도, 7초(스핀 코팅 시작 후 투입시간)의 솔벤트 증발 제어 공정 결과 최대 13.74% 효율을 가지는 태양 전지 소자를 재현성 있게 관측할 수 있었다.

HWE 방법에 의한 ZnSe/ZnSe(bulk) 박막 성장 (Growth of ZnSe/ZnSe(bulk) Epilayer by HWE Method)

  • 신영진;정태수;신현길;김택성;정철훈;이훈;신영신
    • 한국진공학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.78-84
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    • 1993
  • Hot-Wall Epitaxy(HWE) 방법으로 ZnSe/ZnSe(bulk) 박막을 성장하였다. 이 때 사용되어진 ZnSe 기판은 승화법으로 증발부분의 온도를 $1160^{\circ}C$ 성장부분의 온도를 $1130^{\circ}C$로 하여 약 2주 동안 직경 20mm, 높이 18mm인 원추형의 ZnSe 단결정을 얻었다. 양질의 ZnSe 박막을 얻기 위한 조건은 증발부분의 온도는 $610^{\circ}C$, 기판의 온도는 49$0^{\circ}C$이었다. ZnSe(bulk) 기판위에 성장한 ZnSe 박막의 광발광에서는 강한 D-A pair emission과 Cu 불순물에 의한 녹색과 적색 발광이 관측되었고 SA 발광은 관측되지 않았다.

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동시진공증발법을 이용한 Cu(In,Ga)Se2 박막 제작에 관한 연구 (A study on Cu(In,Ga)Se2 thin film fabarication using to co-evaporation)

  • 박정철;추순남
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제16권10호
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    • pp.2273-2279
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    • 2012
  • 동시진공증발법(co-evaporation)으로 Cu(In,Ga)$Se_2$ 박막을 제작하는 논문으로서 1단계($1^{st}$-stage)에서 기판온도(substrate temperature)가 $400^{\circ}C$에서 $In_2Se_3$상($In_2Se_3$ phase)이 존재하였으며 2,3단계($2^{nd}$-stage, $3^{rd}$-stage)에서 기판온도 변화에 따른 흡수 스펙트럼(absorbency spectrum)은 차이가 크지 않다. 이것은 박막의 두께가 전부 $1{\mu}m$ 이상이므로 흡수 스펙트럼(absorbency spectrum)은 거의 차이가 없다. 2,3단계에서 기판온도 변화에 따른 SEM과 XRD를 분석한 결과, 기판온도가 증가할수록 결정구조(crystal structure)의 밀도(density)가 증가하고 기공(vacancy)이 감소하며 $480^{\circ}C$, $500^{\circ}C$에서 Cu(In0.7Ga0.3)$Se_2$상(${\mu}m$)이 형성되었다.