• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.438-438
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• 2012

결정질 실리콘 태양전지 공정 중 텍스쳐 공정은 표면에서 반사되는 반사광을 줄여 단락전류(Isc)를 증가시킨다. 표면 텍스쳐 형성 방식으로는 일반적으로 습식 식각(Wet etching) 공정과 건식 식각(Reactive ion etching:RIE) 공정이 있다. 습식 식각 공정은 식각 용액을 사용하는 공정이며 건식 식각 공정은 플라즈마를 통하여 식각하는 공정으로 습식 식각 공정의 경우 식각 용액에 의한 공정상 위험도가 높으며, 용액의 폐기물에 의한 환경오염 문제가 크다. 건식 식각공정의 경우 습식 식각과 달리 공정상 위험도가 낮으며 불규칙적인 결정방향에 영향 받지 않는 비등방성 식각이 가능하여 다결정 실리콘 태양전지의 경우 습식 식각 공정보다 반사광이 적어 단락전류가 증가하게 된다. 그리고 태양전지를 Photovoltaic module로 만들게 되면 태양전지의 효율이 떨어지는데 이것을 Cell to module loss (CTM loss)라 부르며 이는 태양전지의 발전량을 줄이는 큰 원인이 된다. CTM loss의 경우 습식 식각 공정보다 건식 식각 공정에서 더 크게 나타나며 건식 식각 공정한 PV module의 경우 CTM loss로 인해 습식 식각 공정을 통한PV module와 비슷한 효율을 내게 된다. 본 연구에서는 식각 공정의 방식에 따라 나타나는CTM loss 중 광 손실 원인을 외부양자효율(External Quantum Efficiency)과 투과율(Transmittance), 반사율(Reflectance) 등 광 특성 통하여 분석한다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2002.05a
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• pp.515-519
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• 2002

자동차 및 유체기계의 흡기계나 배기계에 사용되는 소음기의 음향성능은 전달손실로 기계성능은 배압으로 표현된다. 유체가 흐르는 관 사이의 임피던스 부정합을 이용하는 반사형 소음기의 경우, 내부 유로에 천공을 주어 음향감쇠를 시키거나 유동을 안정시키는 경우가 많다. 본 연구에서는 동심관형 공명기의 내부 관에 존재하는 천공의 분포 양상이 소음기의 전달손실과 배압에 미치는 영향을 실험을 통하여 고찰하였다. 내부관의 평균 천공율은 일정하지만 길이 방향을 따라서 천공율이 변하는 다섯가지의 공명기에 대한 실험을 수행하고, 성능에 미치는 영향을 살펴보았다. 전달손실은 천공요소의 임피던스 모델을 고려하여 예측한 결과와 비교하였고, 측정된 배압은 모의 해석 결과와 비교하였다. 분석 결과, 천공율이 점점 작아지는 분포나, 작았다가 커진후 다시 작아지는 형태의 분포를 가질 경우, 배압 측면에서 매우 유리하고, 음향 전달손실도 큰 차이가 없음을 밝혔다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1999.11d
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• pp.1131-1133
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• 1999

본 연구에서는 $LiNbO_3$ 변조기에 사용되는 진행파형 coplanar-waveguide 형 전극을 제작하였다. 전극 전극두께를 변화시켜 전극을 제작하여 마이크로파 유효굴절율을 조사하였다. $LiNbO_3$ 광변조기 도파로의 유효굴절율과 정합되는 조건인유효굴절율 2.2에 근접합을 알 수 있었다. 또한 진행파형 전극의 반사손실$(S_{11})$, 삽입 손실($S_{21}$) 등을 측정하여 광변조기에 적용할 수 있는 최적조건에 관하여 논의하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.158-158
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• 2016

최근 화석연료의 고갈과 환경 보전 및 에너지 절약에 대한 관심이 높아짐에 따라 화석연료의 소비를 최소화하고 실내조건을 쾌적하게 유지하려는 연구가 진행되고 있다. 국내의 경우 전체 에너지 소비의 30%이상을 차지하고 있는 건물부문에서의 에너지 소비를 줄이기 위한 활발한 연구가 진행되고 있으며 이에 따른 에너지절약 소재개발이 활발하게 진행되고 있다. 1975년 이후 여러 차례에 걸친 단열강화 조치를 통해 건물에서의 에너지 소모를 줄이고 있었으나 건물의 외벽에 대한 사항으로 한정되어있었고, 또한 건물의 창 면적이 증가함에 따라 창을 통한 열손실량과 열획득량이 더욱 증가하게 되었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 열반사유리에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 열반사유리는 근적외선(열선)영역의 빛을 반사시켜 실내의 열손실량 및 외부에서의 열획득량을 감소시켜 에너지의 소비를 줄일 수 있는 유리을 말한다. 이러한 열반사유리은 fresnel 방정식을 통해 빛의 파장대에 따른 반사율 및 투과도를 예측할 수 있는데, 다층박막구조인 Oxide-Metal-Oxide(OMO)구조는 Oxide의 높은 굴절률과 Metal의 낮은 굴절률을 통해 가시광영역대의 높은 투과도와 근적외선 영역의 높은 반사율을 얻을 수 있다. 또한 Metal층을 삽입함으로서 flexible한 코팅이 가능하고, 높은 carrier density와 mobility로 표면 플라즈몬 공명을 통해 특정 파장대의 반사율을 높일 수 있으므로 많은 연구가 진행되고 있다. $TiO_2$는 고굴절률 및 낮은 광흡수성의 특성을 가지는 산화물반도체로 기존의 $In_2O_3$계 산화물에 비해 값이 싸고 높은 안정성과 광촉매특성을 보이므로 외부에 노출된 환경에 적합한 재료이다. Ag는 저굴절률과 낮은 광흡수성을 가지는 재료로 금속층에 적합하다. 본 연구에서는 fresnel 방정식을 통해 반사도 및 투과도를 예측하고 마그네트론 스퍼터링법으로 다층박막을 열선인 적외선 영역에서의 반사율 및 반사 효율을 평가하였다. Index-matching 시뮬레이션을 통해 $TiO_2/Ag/TiO_2$ 다층박막의 투과도와 반사도를 이론적으로 검토하였다. 시뮬레이션 프로그램은 Macleod프로그램을 이용하였고 재료 각각의 굴절률은 Ellipsometry를 이용하여 측정하였다. 두께 40 nm 와 8 ~ 16 nm를 가지는 $TiO_2$층과 Ag층을 각각 RF/DC 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 Glass기판 위에 증착하였다. 직경 3 in 의 $TiO_2$, Ag 소결체 타깃을 이용하였고 스퍼터링 파워는 각각 200 W, 50 W로 설정하였고, 스퍼터링 가스는 Ar가스의 유량을 20 sccm으로 설정하였다. 작업압력은 모두 1 Pa로 설정하였고 타깃 표면의 불순물 및 이물질 제거를 위해 Pre-sputtering을 10분 진행하였다. 박막의 두께는 reflectometer와 Alphastep을 이용하여 측정하였고 Hall effect measurement를 이용하여 비저항, carrier density, mobility등 전기적 특성을 측정하였다. 또한 UV-VIS spectrometer와 USPM-RU-W NIR Micro-Spectrophotometer를 통해 광학적 특성을 측정하였고 계산 값과 비교분석하였다. 또한 열반사 특성을 평가하기 위해 직접 set-up한 장비를 이용하였다. 단열 박스에 샘플을 장착해 적외선 램프를 조사하였을 때의 열 반사효율을 평가하였고, IR Camera를 이용하여 단열 박스 내부의 온도 변화를 관찰하였다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.25 no.5
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• pp.327-334
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• 2013

The interaction of oblique incident waves with a surface-mounted horizontal porous plate is investigated using matched eigenfunction expansion method under the assumption of linear potential theory. The new boundary condition on the porous plate suggested by Zhao et al.(2010) when it is situated at the still water surface is used. The imaginary part of the first propagating-mode eigenvalue in the fluid region under a horizontal porous plate, is closely related to the energy dissipation across the porous plate. By changing the porosity, plate width, wave frequencies, and incidence angles, the reflection and transmission coefficients as well as the wave loads on the porous plate are obtained. It is found that the transmission coefficients can be significantly reduced by selecting optimal porous parameter b = 5.0, also increasing the plate width and incidence angle.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.373-375
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• 2011

최근 태양전지 연구에서 저가격화를 실현하는 방법 중 하나로 폐 실리콘 웨이퍼를 재생하는 방법에 관하여 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 기존 웨이퍼 재생공정은 높은 재처리 비용과 복잡한 공정등의 많은 단점을 가지고 있다. 결정형 태양전지에서 저가격화 및 고효율은 태양전지를 제작하는데 있어 필수 요소 이다. 그 중 결정질 태양전지 고효율을 위한 여러 연구 방법 중 표면 텍스쳐링(texturing)에 관한 연구가 활발하다. 텍스쳐링은 표면반사에 의한 광 손실을 최소화 하여 효율을 증가시키기 위한 방법으로 습식 식각과 건식 식각을 사용하여 태양전지 표면 위에 요철 및 피라미드구조를 형성하여 반사율을 최소화 시킨다. 건식식각은 습식식각과 다른 환경적 오염이 적은 것과 소량의 가스만으로 표면 텍스쳐링이 가능하여 많은 연구가 진행중이다. 건식 식각 중 하나인 RIE(reactive ion etching)는 고주파를 이용하여 플라즈마의 이온과 silicon을 반응 시킨다. 실험은 RIE를 이용하여 SF6/02가스를 혼합하여 비등방성 에칭 및 피라미드 구조를 구현하였다. RIE 공정 중 SF6/02가스는 높은 식각 율을 갖으며 self-masking mechanism을 통해 표면이 검게 변화되고 반사율이 감소하게 된다. 이 과정을 통해 블랙 실리콘을 형성하게 된다. 블랙 실리콘은 반사율 10% 이하로 self-masking mechanism으로 바늘모양의 구조를 형성되는 게 특징이며 표면이 검은색으로 반사율이 낮아 효율증가로 예상되지만 실제 바늘 모양의 블랙 실리콘은 태양전지 제작에 있어 후속 공정 인 전극 형성 시 Ag Paste의 사이즈와 표면 구조를 감안할 때 태양 전지 제작 시 Series resistance를 증가로 효율 저하를 가져온다. 본 연구는 SF6/02가스를 혼합하여 기존 RIE로 형성된 바늘모양의 구조의 블랙 실리콘이 아닌 RIE 내부에 metal-mesh를 장착하여 단결정(100)실리콘 웨이퍼 표면을 텍스쳐링 하였고 SF6/02 가스 1:1 비율로 공정을 진행 하였다. metal-mesh 홀의 크기는 100um로 RIE 내부에 장착하여 공정 시간 및 Pressure를 변경하여 실험을 진행하였다. 공정 시간이 변경됨에 따라 단결정(100) 실리콘 웨이퍼 표면에 피라미드 구조의 균일한 1um 크기의 블랙 실리콘을 구현하였다. 바늘모양의 블랙 실리콘을 피라미드 구조로 구현함으로써 바늘 모양의 단점을 보완하여 태양전지 전기적 특성을 분석하여 태양전지 제작시 변환 효율을 증가시킬 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.08a
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• pp.62-63
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• 2000

다양한 분야의 요구에 따라 반사율이 99.995% 이상인 고반사 저손실 반사경의 제작이 가능해 지면서 반사경의 산란, 투과, 흡수 및 손실 등을 측정하는 여러 측정 방법들도 더불어 연구되어 왔다. 적용 분야에 따라 사용될 반사경의 특성이 결정되는데 그 중 중력파 측정 장치$^{(1)}$ , 광자 감쇠 분광기$^{(2)}$ 등의 분야에서는 투과, 산란 및 흡수가 모두 작은 저손실 반사경을 요구한다. 한편 링 레이저 자이로스코프의 경우 반사경의 산란이 곧 lock-in을 결정하여 성능을 제한하는 중요한 변수가 된다. 따라서 이 응용의 경우 반사경의 산란을 정확히 측정하는 일은 중요하며 위치에 따른 산란분포 정보를 알면 링 레이저 자이로스코프의 성능 예측과 개선이 더욱 쉬워진다. 산란을 측정하는 직접적인 방법에는 ARS(angle resolved scattering)과 TIS(total integrated scattering)이 있는데, 본 연구에서는 TIS 측정 장비를 반사경의 위치에 따른 산란분포까지 측정할 수 있도록 mapping 기능을 첨가하고 이온빔 스퍼터링에 의해 제작된 저산란 반사경을 측정하기 위해 높은 분해능을 갖도록 구성하였다. 반사경의 응용분야의 필요에 의해 45$^{\circ}$ 산란을 측정하였다. (중략)

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.32 no.6
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• pp.64-71
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• 2004

The object of this study is to design the Radar Absorbing Structures (RAS) having sandwich structures in the X-band ($8.2{\sim}12.4GHz$) frequencies. Glass fabric/epoxy composites containing conductive carbon blacks and carbon fabric/epoxy composites were used for the face sheets. Polyurethane(PU) foams containing multi-walled carbon nanotube (MWNT) were used for the core. Their permittivities in the X-band were measured using the transmission line technique. The reflection loss characteristics for multi-layered sandwich structures were calculated using the theory of transmission and reflection in a multi-layered medium. Three kinds of specimens were fabricated and their reflection losses in the X-band were measured using the free space technique. Experimental results were in good agreements with simulated ones in 10dB absorbing bandwidth.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.19 no.4
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• pp.314-318
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• 2010

We fabricated a plasma texturing for multi-crystalline silicon cells using reactive ion etching (RIE). Multi-crystalline Si cells have not benefited from the cost-effective wet-chemical texturing processes that reduce front surface reflectance on single-crystal wafers. Elimination of plasma damage has been achieved while keeping front reflectance to extremely low levels. We will discuss reflectance, quantum efficiency and conversion efficiency for multi-crystalline Si solar cell by each RIE process conditions.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.36-36
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• 2007

본 논문에서는 SoP-L(System on Package-Laminates) 기술을 이용하여 이종의 유전율을 가진 유기물 적층 기반의 수동소자를 이용한 GSM/DCS 대역 분리용 diplexer를 설계, 제작하였고 그 특성을 고찰하였다. SoP-L 기술은 LTCC기술과 같은 타 SoP 기술과 비교해서 이종의 물질을 접합하는데 용이하고 공정비용이 저렴하다. 이러한 장점을 이용하여 캐때시터는 유전율 40의 고유전율 재료를 사이에 두고 구성하였고, 인덕터 부문에는 유전율 4률 적용, 정방혈 스파이럴 구조로 두 개 층으로 구성하여 소형화를 이룰 수 있었다. 제작 시에 구리와 유기물을 적층, patterning 하였고, 수직 via hole 을 형성하고 구리의 무전해, 전해 도금 과정을 거쳐 각 소자를 연결하였다. 이러한 과정을 거쳐 제작된 diplexer의 GSM 저역 통과 필터는 0.52 dB이하의 삽입손실과 20 dB 이상의 반사손실을 가지고 DCS 통과 대역 부근에 notch 가 존재하도록 설계함으로써 DCS 통과 대역에서 17 dB 이상의 저지특성을 나타내었다. DCS 고역 통과 필터는 1.2 dB 이하의 삽입손실과 16 dB 이상의 반사손실을 가지며 GSM 통과 대역 부근에 notch를 가지도록 설계하여 GSM 통과대역에서 32 dB 이상의 저지특성을 나타내었다.