• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.62.2-62.2
• /
• 2011

산업화 이후, 석탄 석유를 중심으로 한 화석연료가 이산화탄소를 대량으로 배출하며 지구 온난화를 야기함에 따라, 기존의 화석연료를 대체할 청정하고 무한 재생 가능한 대체에너지로 가장 큰 기대를 받고 있는 것은 태양에너지이며, 이에 보조를 맞춰 태양광발전에 대한 연구개발이 국내외적으로 활발히 진행되고 있는 실정이다. 태양 전지는 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 바꿔주는 소자로, 셀의 효율을 높이기 위해서는 최대한 많은 빛을 흡수시킬 수 있는 것이 중요하다. 빛의 반사를 줄이는 방법에는 texturing과 antireflecting coating이 있다. Antireflecting coating은 반도체와 공기의 중간 굴절율을 갖는 박막을 증착하여 측면 반사를 감소시킴으로서 빛의 손실을 감소시키는 역할을 한다. 과거에 반사방지막으로 가장 많이 사용되었던 물질은 SiO로써 굴절률은 1.8~1.9로서 최소의 반사율은 1% 미만이지만, 가시광선영역에서의 흡수에 의한 손실이 생기므로, SiNx가 대체 물질로 제안되었다. SiNx의 경우 굴절률이 약 1.5로서 Si에 쉽게 형성시킬 수 있고, texturing된 Si 표면에 적합하며 반사율을 10%에서 2%로 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 high power, high frequency PECVD 방법으로 $SiH_4$와 $NH_3$ gas의 비율, $N_2$ carrier gas 등 공정 변수를 변화시켜 증착한 SiNx 박막의 결정학적 특성을 X-ray diffraction 분석과 XPS (X-ray photoelectron spectroscopy)를 통해 화학적 결합을 확인하였고, 이를 FT-IR (Fourier Transform-Infrared spectroscopy)를 통해 관찰한 결과와 연관시켜 분석하였다. 굴절율의 경우 ellipsometer를 이용하여 측정하였으며 위의 측정을 통하여 SiNx박막의 반사 방지막으로써의 가능성을 확인 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.315.1-315.1
• /
• 2013

표면 조직화의 목적은 태양전지 표면에서의 입사되는 빛의 반사율을 감소 시키고, 웨이퍼 내에서 빛의 통과 길이를 길게 하며, 흡수되는 빛의 양을 증가시키는 것이다. 본 연구에는 습식, 건식 표면조직화 방법에 따른 표면 형상과 표면 반사도를 분석 하였으며, 셀을 제작하여 전기적 특성과 광학적 특성의 상관관계를 분석하였다. 표면 조직화 공정은 염기성 용액인 KOH를 이용한 식각 방법과 Ag를 이용한 metal-assisted 식각, 산증기를 이용한 식각, 플라즈마를 이용한 반응성 이온식각을 적용하여 제작하였다. 표면 반사율을 400~1000 nm 사이의 파장에서 측정하였으며 KOH를 이용하여 식각한 샘플이 9.11%의 표면 반사율을 가졌으며 KOH를 이용하여 식각한 표면에 추가로 metal-assisted 식각을 한 샘플이 2%로 가장 낮은 표면 반사율을 보였다. 표면 조직화 후 동일 조건으로 셀을 제작 하여 효율 측정 결과 Ag를 이용한 2단계 metal-assisted chemical 식각이 15.83%의 가장 낮은 광변환 효율을 보였으며 RIE를 이용한 2단계 반응성 이온 식각공정이 17.78%로 가장 높은 광변환 효율을 보였다. 이 결과는 반사도 결과와 일치 하지 않았다. 표면 조직화 모양에 따른 셀 효율의 변화는 도핑 프로파일과 표면 재결합 속도의 변화 때문이라 생각되며 더 명확한 분석을 위해 양자 효율을 측정하여 분석을 시도하였다. 측정 결과 단파장 대역에서 낮은 응답특성을 가지는 것을 확인 할 수 있었는데 그 이유는 낮은 반사도를 가지는 표면조직화 공정의 경우 나노사이즈의 구조를 갖기 때문에 균일한 도핑 프로파일을 얻지 못해 전자 정공의 분리가 제대로 이루어지지 못하였고 표면 재결합 속도증가의 원인으로 단락전류와 개방전압이 낮아져 효율이 떨어진 것으로 판단된다. 실험 결과 도핑 프로파일의 균일성은 셀 효율 개선을 위해 낮은 표면 반사율 만큼 중요하다는 점을 알게되었다. 낮은 반사율을 갖는 표면조직화 공정도 중요하지만 표면에 따른 균일한 도핑 프로파일을 갖는 공정을 개발한다면 단파장 응답도가 향상되어 단락전류밀도의 상승효과를 얻을 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제4권3호
• /
• pp.60-66
• /
• 1999

본 논문은 새로운 교육환경에 부응하는 학습자 중심의 시뮬레이션 코스웨어를 설계 구현하였다. 그 소재는 고등학교 물리과목의 빛의 반사와 굴절로 한다. 이 논문에서는 코스웨어의 유형과 학생 중심 학습 신념이나 대체 개념을 교수-학습에 고려한 구성주의 학습 개념을 정의하고 이론적 배경을 소개한다. 컴퓨터 시뮬레이션의 교수-이론 구조 절차를 살펴보았으며. 빛의 반사와 굴절에 대한 기본적인 개념을 다루고, 구면거을의 상과 렌즈의 상을 간단한 원리와 관계식 모형으로 설명한다. 구성주의 학습이론에 근간한 컴퓨터시뮬레이션 코스웨어 설계절차를 제시하고 구현함으로써 빛의 반사와 굴절시 물체의 거리와 초점거리의 변화에 따라 상의 종류 상의 형태상의 거리가 변화함을 보여주고 있다.

• 한국광학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.110-114
• /
• 2015

본 논문에서는 스위칭 가능한 브래그 반사판의 한 종류인 콜레스테릭 액정 셀에 염료를 주입함으로써 입사각에 따라 단파장대로 이동된 반사광을 제거하는 셀을 구현하였다. 액정과 카이랄 도펀트를 일정 비율로 혼합하여 원하는 파장대역을 반사하는 콜레스테릭 액정 셀을 제작하였고, 이에 특정한 파장대역을 흡수하는 성질을 가지는 이색성 염료를 혼합함으로써, 빛의 입사각이 증가할 때 단파장으로 이동된 빛을 흡수하여 초기에 설계된 색을 유지할 수 있다. 염료를 혼합하지 않은 콜레스테릭 액정 셀에서는 입사각에 따라서 반사 된 빛이 눈에 띄게 단파장대로 이동되는데 반해, 제안된 방법에서는 염료의 혼합 비율이 1, 2 wt%로 증가할수록 단파장대로 이동된 빛을 더 잘 흡수하는 것을 확인하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.27.1-27.1
• /
• 2010

본 연구에서는 박막형 태양전지의 효율 향상을 위한 한 가지 방법으로써 박막 태양전지의 기판으로 사용되는 유리 표면위에 반사방지 기능을 갖는 미세 구조물을 형성하였다. 형성된 미세구조물은 가시광선 영역의 빛의 파장보다 작고 원뿔형 구조를 가지고 있어서 빛의 점진적인 굴절률 변화를 야기하며, 이러한 구조적 굴절률 변화에 의한 반사억제 효과를 확인 할 수 있었다. 이러한 반사방지효과는 곧 태양전지의 효율 향상으로 나타났다. 미세구조물 형성을 위한 방법으로는 나노임프린트 리소그래피 기술과 니켈 재질의 금속 몰드를 사용하였으며, 반사방지구조를 형성하기 위해서 열경화 방식의 임프린트 레진이 사용되었다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.534-537
• /
• 2019

광학적 손실은 태양전지 표면에 조사되는 빛이 태양전지 내부로 흡수되지 않고 표면에서 반사되어 발생하는 손실이다. 이러한 빛의 반사로 인한 광학적 손실을 줄이고 태양전지의 변환 효율을 높이기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 유리기판 표면을 습식 식각을 사용하여 표면을 거칠게 형성해 식각된 표면의 구조적 특성을 평가하였고, 분광기를 통해 식각된 표면의 광학적 특성을 분석하였다. 식각을 통해 형성되는 분화구 모양의 거친 표면은 입사되는 빛을 태양전지 내부로 재흡수하여 빛의 반사를 줄어들었고, 이에 따라 투과되는 빛이 증가하였음을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.1077-1081
• /
• 2019

태양전지의 표면으로 입사되는 빛은 태양전지의 내부로 모두 흡수되지 못하고 그 일부가 기판 표면에서 반사되어 손실이 발생한다. 때문에 기판 표면의 반사손실을 줄이거나 태양전지 내부의 생성 전하를 증기시키기 위한 연구가 많이 진행 중이다. 본 논문에서는 유리 기판의 표면을 습식 에칭하여 표면을 거칠게 형성하는 표면 처리를 진행하였으며, 거칠어진 표면의 구조적 특성을 분석하였다. 그리고 빛이 입사되는 유리 기판의 각도를 변화하면서 그에 따른 분광특성 또한 분석하였다. 입사되는 빛이 에칭된 표면으로 조사될 때 다중반사에 의해서 유리 기판 내부에 빛을 재흡수할 확률이 증가함을 확인하였다. 또 유리 기판의 각도를 변화하면서 빛을 입사할 때 빛의 투과 및 반사 성능은 변화하지 않음을 확인하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
• /
• 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
• /
• pp.170-171
• /
• 2000

현재 사용하고 있는 디스플레이 장치에는 표면에 무반사(antireflection), 무정전(antistatic) 코팅이 되어 있다. 이것은 전기적으로 음극선관(CRT)에서 발생되는 전자에 의해 표면에 생기는 전하의 적층을 제거하여 정전기를 방지하고 인체에 유해한 전자기파를 차단하는 무정전 기능과, 광학적으로 디스플레이 장치 표면에서 외부의 조명등과 같은 빛의 반사를 줄여 내부에서 나오는 정보(빛)가 보다 더 눈에 선명하게 들어오도록 해준다. 무반사 무정전 코팅의 투과 전도층으로는 비저항값이 낮고 가시광선 영역에서 굴절률이 높고 흡수가 적어 투과율이 높은 indium tin oxide(ITO)가 널리 연구, 사용되어 왔다. 이러한 ITO 박막 대신에 TiN 박막을 사용하여 그 위에 유전체층을 증착하여 단 2층으로 무반사 무정전 코팅을 제작 할 수 있다. TiN 박막은 절삭공구 등의 표면에 마모방지용 코팅재료로서 사용되고 있고, 부착력이 우수하며 화학적 안정성이 뛰어나 수명이 긴 박막을 제작 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 가시광선 영역에서 흡수로 인해 투과율이 ITO에 비해 상대적으로 낮지만 이점이 오히려 명도대비(contrast)의 향상을 가져온다. (중략)

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
• /
• pp.150-150
• /
• 2008

고효율 LED를 얻기 위해서는 LED의 내부 양자효율과 외부 양자효율이 높아야 한다. 현재 GaN-Based LED의 내부 양자효율은 결정의 질의 개선 및 이중이종접합 또는 다중양자우물 구조와 같이 활성층의 캐리어 농도를 높이는 접합구조로 설계되어 거의 100%에 가까워졌다. 그러나 외부 양자효율은 반도체 재료의 높은 굴절률로 인하여 외부로 탈출하지 못하고 내부로 전반사 되어 반도체 내부에 갇히게 되는데 이처럼 갇힌 빛은 반도체와 중간 Interface에 TIR(total internal reflection) 또는 반사판에 의해 계속적으로 반사 된다. 그러므로 이를 해결하기 위한 플립칩 구조, 포토닉 크리스탈 등의 여러 가지 방법들이 제시되고 있지만 아직도 더 높은 외부 양자 효율의 개선을 요구하고 있다. 본 연구에서는 새로운 형태의 반사판(Al) 즉 p-GaN과 반사판 사이의 interlayer로 반사판과의 오믹 접촉을 고려한 Embo type의 NiO를 구현하여 반사된 빛의 방향을 내부반사를 줄일 수 있는 방향으로 변화시킴으로써 광 추출 효율의 향상을 기대할 수 있게 되었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제35권8호
• /
• pp.799-804
• /
• 2011

본 논문에서는 자연채광 시스템 LFLP(Linear Fresnel Light Pipe)와 DBLP(Double Blind Light Pipe)시스템을 비교하였다. LFLP시스템은 평행한 빛을 선형프레넬렌즈를 이용하여 선형 형태로 빛으로 집광하여 자연채광에 이용하는 시스템이며, DBLP시스템은 베네시안 형태의 블라인드를 이용하여 빛을 반사시켜 자연채광에 이용하는 시스템이다. DBLP시스템은 LFLP시스템을 개선한 것으로 시스템 앞쪽에 위치한 블라인드는 태양의 고도에 따른 빛을, 뒤쪽에 위치한 블라인드는 태양의 방위각에 따른 빛을 변광부로 반사시키도록 설계 되었다. DBLP시스템의 변광부는 콘모양으로 이루어 져 있으며 블라인드에 의해 반사된 빛을 산광부로 보내주는 역할을 하며, 산광부로 들어온 빛은 실내조명에 사용된다. 따라서 맑은날(clear sky)을 기준으로 두 시스템의 효율을 비교하면 DBLP시스템이 LFLP시스템보다 세배 높게 나오는 것으로 나타났다.