• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권4호
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• pp.432-437
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• 2011

최근 산업에서는 Czochralski(Cz) 공정에서 ingot의 생산성을 높이고 동시에 에너지 소비를 적절하게 할 수 있는 최적 설계가 요구되고 있다. 본 연구에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 현장에서 적용 가능한 설계 인자인 도가니(crucible) 크기, shield 모양, heater의 위치를 변동하면서 가장 최적의 생산성 및 전력 절감 설계를 찾아내는 연구를 수행하였다. 대상 공정은 직경 8 인치 태양전지용 ingot 생산 공정으로 생산성 증대를 위해 도가니 크기를 22인치에서 24인치로 바꾸어 안정적 생산이 가능한 최적설계를 찾았다. 이때 산업에서 외형변화가 허용되지 않아 단열두께만 줄여 최적설계를 찾았다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권3호
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• pp.91-96
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• 2023

석영유리 도가니(QC)의 사용 중 기포 품질을 검증하기 위하여 적절한 가속 시험 방법을 제안하였다. 실제 Czochralski(Cz) 공정에서 얻어진 폐기물 도가니의 기포 상태를 분석하고 QC 시험편을 이용하여 온도, 압력, 시간을 변화시켜 최적의 열처리 조건을 제시하였다. Cz 공정에서 생성되는 유사한 기포 크기와 밀도로 제어하기 위해서는 1450℃, 0.4 Torr 및 40시간의 열처리 조건이 적절하였다. 특히 Cz 공정에서 적용하는 압력인 10~20 Torr보다 상대적으로 낮은 압력인 0.4 Torr를 선택함으로써 기포 형성 가속시험의 시간을 단축시킬 수 있었다. 열처리 온도를 1550℃ 높일 경우, Ostwald ripening 현상으로 인하여 기포가 커지고 밀도가 급격히 낮아지며, 결정화 발생으로 적절한 가속시험 조건은 아닌 것으로 판단하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.364-364
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• 2013

현재 투명전극은 주로 ITO를 사용하고 있으며, ITO는 인듐산화물(In2O3)과 주석산화물(SnO2)이 9대 1의 비율로 혼합된 화합물로 인듐이 주성분이다. 따라서 ITO 사용량의 증가는 인듐의 수요 증가를 이끌어 2003년 이후 인듐 잉곳의 가격이 급등하였다. LCD에 응용되는 금속재료의 가격추이를 비교해보면, 인듐이 가장 큰 변화를 보이고 있으며, 2005년 인듐 가격은 2002년 대비 1,000% 이상 상승하였다가 2007년 이후 500%p 하락하여 2008년 2월 22일 기준으로 톤당 49만 달러에 거래되고 있다. 같은 기간 동안 알루미늄의 가격은 76.6% 상승하였으며 구리는 394%, 주석은 331% 상승하였다. 이러한 인듐의 가격 상승폭은 동일한 기간 동안 다른 금속 재료와 비해 매우 크며, 단위 질량당 가격도 20배 이상 높은 수준이다. ITO의 주성분인 인듐의 이러한 가격의 급등 및 향후 인듐의 Shortage 예상으로 인해 ITO 대체재 확보의 필요성이 증가되고 있다. 태양광 발전산업에서 현재 주류인 결정질 실리콘 태양전지의 변환효율은 꾸준히 향상되고 있으나, 태양전지의 가격이 매년 서서히 하강되고 있는 실정에서 결정질 실리콘 가격의 상승 등으로 고부가 가치 산업유지에 어려움이 있으며, 생산 원가를 낮출 수 있는 태양전지 제조기술로는 2세대 태양전지로 불리는 박막형이 현재의 대안으로 자리매김하고 있으며, 박막태양전지 산업분야가 현재의 정부정책 지원 없이 자생력을 갖추고 또한 시장 경쟁력을 확보하기 위해서는 박막태양전지 개발과 더불어 저가의 재료개발도 시급한 상황이다. 본 연구에서는 In-line magnetron sputtering system을 사용하여 소다라임 유리기판 위에 박막태양전지용 투명전도성 ZnO(Al) 박막 및 ZnO(AlGa) 박막을 각각 제작하였다. 각각 박막의 표면특성 및 성장구조, 결정성을 조사하였고, 또한 전기적 특성, 홀이동도와 개리어농도, 박막의 두께, 광투과율 특성을 연구하였다. ZnO(Al)박막, ZnO(AlGa)박막 대한 각각 특성을 평가하고 그 결과들을 논하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.310-316
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• 2012

활성탄소 분말과 탄소필터를 이용하여 실리콘 폐슬러리에서 회수한 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG) 폐액의 색도 개선연구를 수행하였다. 활성탄소의 사용량, 흡착온도 및 흡착시간 변화에 따른 색도 변화를 관찰하였다. 탄소필터를 사용할 경우 충진된 활성탄소의 재생에 따른 성능 저하 여부를 검정하였다. 활성탄소의 표면적은 색도 개선에 큰 영향을 주지 않았다. 흡착제 함량에 따른 색도 변화 결과로부터 흡착제의 최적 사용량은 100~150 mg-C/g-PEG이였다. 흡착제 양을 고정하고 흡착 온도를 상온에서 $100^{\circ}C$까지 변화시키면서 PEG의 APHA(American Public Health Association) 색 값을 관찰한 결과 폐 PEG의 색도 개선을 위해서는 $40{\sim}50^{\circ}C$ 온도에서 운전하는 것이 가장 효과적이었다. 활성탄소필터의 운전 조건별 APHA 특성을 관찰하였고 APHA=53인 폐 PEG를 $APHA{\leq}10$로 정제 가능함을 확인하였다. 흡착에 사용된 활성탄소필터는 증류수를 순환시켜 세척함으로써 큰 성능 저하 없이 효과적으로 재생됨을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권4호
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• pp.128-135
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• 2022

반도체 공정용 석영유리 도가니의 내측에 위치하는 투명층은 합성 실리카 분말을 원료로 사용하여 제조한다. 도가니의 투명층에는 다양한 원인에 기인하여 버블이 발생하는데, 버블은 도가니의 품질뿐만 아니라 실리콘 잉곳의 수율을 저하시키는 악영향을 미친다. 따라서 투명층의 원료인 합성 실리카 분말 역시 버블 생성 인자를 최소화하는 것이 주요 목표이다. 이에 따라 합성 실리카 분말의 경우, 실라놀 그룹, 탄소계 불순물, 그리고 기공이 충분히 제거되어야만 한다. 본 연구에서는 졸-겔법을 이용하여 합성 실리카 겔을 제조하고, 2단 하소공정에서 하소온도와 유지시간에 따른 탄소 함량과 비표면적의 변화를 살펴보았다. 1단계 하소온도는 500℃~600℃, 2단계 하소온도는 1000℃~1100℃에서 수행하였으며, 유지시간은 10분에서 최대 12시간까지 실시하였다. 1000℃에서 1시간 동안 하소한 분말의 탄소함량은 0.0031 wt.%를 나타내었으며, 1100℃에서 12시간 동안 하소한 분말의 비표면적은 16.6 m²/g을 나타내었다.