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플라즈마기반 표면 Texturing 공정에 따른 다결정 실리콘 웨이퍼 표면물성과 태양전지 동작특성 연구 (Investigation on the Electrical Characteristics of mc-Si Wafer and Solar Cell with a Textured Surface by RIE)

  • 박광묵;정지희;배소익;최시영;이명복
    • 한국진공학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.225-232
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    • 2011
  • 다결정 실리콘 태양전지 표면의 광흡수율을 극대화시키기 위하여 플라즈마기반의 reactive ion etching (RIE) 공정을 적용하였으며 maskless 표면 texturing조건을 최적화하여 310~1,100 nm 파장대역의 평균 표면반사율을 $4{\pm}1%$ 내외로 감소시킬 수 있는 grass-like 한 블랙실리콘을 제조할 수 있었다. Saw damage를 가진 $15.6{\times}15.6\;cm^2$ bare 웨이퍼에서부터 중요 공정단계별로 처리된 시료들의 평균반사율, 표면형상, 소수운반자 수명 등의 위치분포를 측정하여 최종 제작된 태양전지의 광전변환효율과 외부양자효율 등과 비교 검토하여 고효율 다결정 실리콘 태양전지 양산에 필요한 표면 texturing 조건들을 연구하였다. 평균 반사율을 4% 이하로 감소시키는 texturing 공정조건에서 웨이퍼 중앙에서 가장자리로 갈 수록 표면구조의 깊이 2배 반치폭 3배의 불균일성이 발생하였으며 이에 따라 입사광자의 다중반사확률이 높아져 평균반사율이 1% 정도 낮아지는 것으로 밝혀졌다. 비반사막이 코팅된 시료에서 측정된 소수운반자수명분포도 중앙에서 가장자리로 갈수록 약 40% 이상 더 긴 수명을 갖는 것으로 밝혀져 표면구조의 크기에 따른 사이즈효과가 발생하는 것으로 판단된다. 제조된 태양전지의 위치에 따른 광전변환효율도 낮은 반사율과 더 긴 소수운반자수명을 갖는 가장자리에서 2% 가량 높은 광전변환효율을 보였으며, 380~1,100nm 파장대역의 외부양자효율 측정결과도 이를 뒷받침하고 있다. 균일한 에미터 층 형성 및 ARC 증착에 있어서 구조적으로 가장자리 부분의 구조가 유리한 것으로 예상되며, 동시에 표면 구조의 사이즈 효과 때문에 표면 재결합확률이 중앙보다 가장자리에서 더 감소되어 더 높은 광전변환효율을 보이는 것으로 해석된다.

고효율 태양전지를 위한 ICP-RIE기반 결정질 실리콘 표면 Texturing 공정연구

  • 이명복;이병찬;박광묵;정지희;윤경식
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.315-315
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    • 2010
  • 결정질 실리콘을 포함하는 태양전지의 광전효율은 표면에 입사되는 태양광의 반사를 제외하면 흡수된 광자에 의해 생성되는 전자-정공쌍의 상대적인 비율인 내부양자효율에 의존하게 된다. 실제 생성된 전자-정공쌍은 기판재료의 결정상태와 전기광학적 물성 등에 의해 일부가 재결합되어 2차적인 광자의 생성이나 열로서 작용하고 최종적으로 전자와 정공이 완전히 분리되고 전극에 포집되어 실질적인 유효전류로 작용한다. 16% 이상의 고효율 결정질 실리콘 태양전지양산이 요구되고 있는 현실에서 광전효율 개선 위해 가장 우선적으로 고려되어야 할 변수는 입력 태양광스펙트럼에 대한 결정질 실리콘 표면반사율을 최소화하여 광흡수를 극대화하는 것이라 할 수 있다. 이의 해결을 위하여 대기와 실리콘표면 사이의 굴절률차이가 크면 클수록 태양광스펙트럼에 대한 결정질 실리콘의 광반사는 증가하기 때문에 상대적으로 낮은 굴절률의 $SiO_x$$SiN_x$와 같은 반사방지막을 광입력 실리콘표면에 증착하여 광반사율 저감공정을 적용하고 있다. 이와 더불어 결정질 실리콘표면을 화학적으로 혹은 플라즈마이온으로 50-100nm 직경의 바늘형 피라미드형상으로 texturing 함으로 광자들의 다중반사 등에 기인하는 광흡수율의 증가를 기대할 수 있기 때문에 태양전지효율 개선에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 이해된다. 본 실험에서도 고효율 다결정 실리콘 태양전지 양산공정에 적용 가능한 ICP-RIE기반 결정질 실리콘표면에 대한 texturing 공정기술을 연구하였다. Double Langmuir 플라즈마 진단시스템(DLP2000)을 적용하여 사용한 $SF_6$$O_2$ 개스유량과 챔버압력, 플라즈마 파워에 따른 이온밀도, 전자온도, 포화이온전류밀도, 플라즈마포텐셜의 공간분포를 모니터링하였고 texturing이 완료된 시료에 대하여 A1.5G 표준태양광스펙트럼의 300-1100nm 파장대역에서 반사율을 측정하여 그 변화를 관찰하였다. 본 연구에서 얻어진 결과를 간략히 정리하면 Si texturing에 가장 적합한 플라즈마파워는 100W, $SF_6/O_2$ 혼합비는 18:22, 챔버압력은 30mtorr 등이고 이에 상응하는 플라즈마의 이온밀도는 $2{\sim}3{\times}10^8\;ions/cm^3$, 전자온도는 14~15eV, 포화전류밀도는 $0.014{\sim}0.015mA/cm^2$, 플라즈마포텐셜은 38~39V 범위 등이었다. 현재까지 얻어진 최소 평균반사율은 14.2% 였으며 최적의 texturing패턴 플라즈마공정 조건은 이온에 의한 Si표면원자들의 스퍼터링과 화학반응에 의한 증착이 교차하는 플라즈마 에너지 및 밀도 상태인 것으로 해석된다.

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RIE기반 저결함 결정질실리콘 표면 Texturing패턴 연구

  • 정지희;윤경식;이병찬;박광묵;이명복
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.283-283
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    • 2010
  • 17~18% 대역의 고효율 결정질실리콘 태양전지를 양산하기 위하여 국내외에서 다양한 연구개발이 수행되고 있으며 국내 다결정실리콘 태양전지 양산에서도 새로운 구조와 개념에 입각한 공정기술과 관련 장비의 국산화에 집중적인 투자를 진행하고 있다. 주지하는 바와 같이, 태양전지의 광전효율은 표면에 입사되는 태양광의 반사를 제외하면 흡수된 광자에 의해 생성되는 전자-정공쌍의 상대적인 비율인 내부양자효율에 의존하게 된다. 실제 생성된 전자-정공쌍은 기판재료의 결정상태와 전기광학적 물성 등에 의해 일부가 재결합되어 2차적인 광자의 생성이나 열로서 작용하고 최종적으로 전자와 정공이 완전히 분리되고 전극에 포집되어 실질적인 유효전류로 작용한다. 16% 이상의 고효율 결정질 실리콘 태양전지 양산이 요구되고 있는 현실에서 광전효율 개선 위해 가장 우선적으로 고려되어야 할 변수는 입력 태양광스펙트럼에 대한 결정질 실리콘 표면반사율을 최소화하여 광흡수를 극대화하는 것이라 할 수 있다. 현재까지 다결정 실리콘 표면을 화학적으로 혹은 플라즈마이온으로 50-100nm 직경의 바늘형 피라미드형상으로 texturing 함으로 단파장대역에서 광반사율의 감소를 기대할 수 있기 때문에 결정질실리콘 태양전지효율 개선에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 고효율 다결정실리콘 태양전지 양산공정에 적용하기 위해 마스크를 사용하지 않는, RIE기반 건식 저반사율 결정질실리콘 표면 texturing 패턴연구를 수행하였다. 마스크없이 표면 texturing이 완료된 시료들에 대하여 A1.5G 표준태양광스펙트럼의 300-1100nm 파장대역에서 반사율과 minority carrier들의 life time 분포를 측정하고 검토하여 공정조건을 최적화 하였다. 저반사율의 건식 결정질실리콘 표면 texturing에 가장 적합한 플라즈마파워는 100W 내외로 낮았고 $SF_6/O_2$ 혼합비율은 0.8~0.9 범위엿다. 본 연구에서 확인된 최적의 texturing을 위한 플라즈마공정 조건은 이온에 의한 Si표면원자들의 스퍼터링과 화학반응에 의한 증착이 교차하는 상태로서 확인된 최저 평균반사율은 ~14% 내외였고 p-형 결정질실리콘 표면 texturing 패턴과 minority carrier의 life time 상관는 단결정이 16uS대역에서 14uS대역으로 감소하는 반면에서 다결정은 1.6uS대역에서 1.7uS대역으로 오히려 미세한 증가를 보여 다결정 웨이퍼생산과정에서 발생하는 saw-damage 제거의 긍정적 효과와 texturing공정의 표면 결함발생에 의한 부정적 효과가 상쇄되어 큰 변화를 보이지 않는 것으로 해석된다.

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수직원형틀을 이용한 광섬유전류센서의 동작특성 (Characteristics of fiber-optic current sensors using perpendicular coil formers)

  • 이명래;이용희;김만식
    • 한국광학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.419-427
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    • 1996
  • 광섬유전류센서에서 온도변화에 따른 감도변화를 제거하기 위한 연구를 하였다. 센서헤드로는 두개의 원형틀을 수직으로 결합하고 여기에 광섬유를 번갈아 감아서 사용하였다. 이 경우 수직한 원형틀은 광섬유의 고유편광축을 상호수직하게 하므로 감겨진 광섬유에 발생된 선형복굴절량을 상쇄하여 최소화할 수 있었다. 이렇게 제작된 전류센서는 온도에 대해 보다 안정된 성능을 보였다. 센서헤드부의 온도는 약 1시간 40분동안 20-45.deg.C의 느린 변화를 주었다. 이때의 전체적인 센서 오차는 .+-.1.2% 정도였고 500A에서 3시간동안 안정성 측정을 했을 경우 .+-.1%미만의 변화를 보였다. 센서의 헤드부 전후단의 광섬유에 의해서 신호의 요동이 생기는 것을 방지하기 위한 방법으로 센서헤드부에 편광기와 편광분할기를 놓고 리드부와 분리를 했다. 광원으로서는 두개의 레이저 다이오드를 편광이 수직이 되게 배열함으로써 무편광 광원으로서의 효과를 내었다. 신호처리는 각 채널별로 분리를 하여 기계적인 부분에 의한 광손실의 영향을 배제하였다.

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대한간호학회지 게재 논문의 참고문헌 인용현황 (The Citation Status of the References in the Journal of Korean Academy of Nursing)

  • 이향련;전상희;장경화;이명희;박영미;지은선;이종율;이상복;노인숙
    • 성인간호학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.320-330
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    • 2005
  • Purpose: This is for analyzing the recent citations from papers enrolled in the Journal of Korean Academy of Nursing and understanding correct marking of references. Method: Targeted 2,334 references in 93 articles introduced from Feb. 2002 to Dec. 2002 which are applied current contribution rules of the Journal of Korean Academy of Nursing. Result: 1. 25 references are quoted per article and particularly foreign journals are most frequently quoted. Among foreign journals, Nursing Research is most frequently used. The Journal of Korean Academy of Nursing is also mostly referred material among national journals. 2. The retrieval rate is prove to be 1,539(83.8%) and 267(11.7%) are without errors and the other 2,022 have at least more than one error regardless of frequency. 3. Major error rate of periodical publication is 484(36.8%) and most occurred in the inconsistency of titles between articles and references. 4. Foreign journals have much more errors than national ones concerning periodical publications. Conclusion: Correct citation and marking of references can be achieved through strict reviewing process by authors, editors, publishers and paper investigators. In consequence, it is expected that these processes can cause improvement of quality in impact factor and papers.

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PDA기반 인체동작 무선계측 (Wireless Measurement of Human Motion Based on PDA)

  • 이명호;김남진;이훈재;진계환;이삼열;이준행;이상복;이태수
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제1권1호
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    • pp.39-44
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    • 2007
  • 본 연구에서는 환자들의 일상생활 동안 움직임 이상을 관찰하기 위한 인체동작 무선계측 기술을 개발하였다. 기술개발에 사용한 도구는 버클리대학에서 개발한 MICA, TinyOS, nesC를 이용하여 무선신호 감지, 소프트웨어 플랫폼, 그리고 임베디드 프로그래밍을 위한 도구로 사용하였다. 실험을 위해 개발된 장비를 인체의 가슴부위에 부착하고 움직임 동작인 앉기, 서기, 눕기 데이터를 획득하여 PDA로 무선전송하여 저장하고 처리하여 그래프로 보여준다. 보여진 결과는 인체동작을 구속이나 제한 없이 기록할 수 있게 된다. 본 연구의 결과는 환자의 움직임 이상과 일상생활동작을 관찰하는 데 사용될 수 있을 것이다.

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국내 분리 토끼출혈병 바이러스(RHDVa)를 감염시킨 토끼 간장에서의 경시적인 초미세구조 변화와 apoptosis (Sequential hepatic ultrastructural changes and apoptosis in rabbits experimentally infected with Korean strain of rabbit hemorrhagic disease virus (RHDVa))

  • 박중원;전지은;박은정;김한;이명헌;황의경;김재훈;이중복;우계형
    • 대한수의학회지
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    • 제53권1호
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    • pp.11-17
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    • 2013
  • In this study, to understand the pathogenesis of new rabbit hemorrhagic disease virus (RHDVa) serotype, we carried out to administrate RHDVa to rabbits, and to examine sequential electron microscopic changes and relationship between pathogenesis and apoptosis. TUNEL-positive cells began to be observed from 24 hours after inoculation (HAI) and the number of positive cells was slightly increased with the course of time. Whereas marked increase of positive cells was seen in the liver from the rabbits died acutely. Typical viral particles with cup-like projections and a diameter of 30~40 nm were detected in homogenized liver samples and tissues at 36 and 48, and 48 HAI, respectively. Ultrastructurally, glycogen deposition was observed from the first stage of hepatocellular degeneration by RHDVa infection and then, swelling and disruption of cristae of mitochondria by viral particles, swelling of smooth endoplasmic reticulum, vacuoles and vesicles were detected. Condensation, margination and fragmentation of chromatin were observed in degenerative hepatocytes at 36 and 48 HAI, indicating apoptotic bodies. These data offer that hepatocytic apoptosis by RHDV infection could be closely related with mitochondrial impairment in the hepatocytes.

진행성 핵상 마비에서의 국소 뇌혈류 (Regional Cerebral Perfusion in Progressive Supranuclear Palsy)

  • 이원용;이경한;이기형;윤병우;이명철;이상복;전범석
    • 대한핵의학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.47-55
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    • 1996
  • Progressive supranuclear palsy (PSP) is a parkinson-plus syndrome characterized clinically by supranuclear ephthalmoplegia, pseudobulbar palsy, axial rigidity, bradykinesia, postural instability and dementia. Presence of dementia and lack of cortical histopathology suggest the derangement of cortical function by pathological changes in subcortical structures in PSP, which is supported by the pattern of behavioral changes and measurement of brain metabolism using positron emission tomography. This study was done to examine whether there are specific changes of regional cerebral perfusion in PSP and whether there is a correlation between severity of motor abnormality and degree of changes in cerebral perfusion. We measured regional cerebral perfusion indices in 5 cortical and 2 subcortical areas in 6 patients with a clinical diagnosis of PSP and 6 healthy age and sex matched controls using $^{99m}Tc$-HMPAO SPECT. Compared with age and sex matched controls, only superior frontal regional perfusion index was significantly decreased in PSP (p<0.05). There was no correlation between the severity of the motor abnormality and any of the regional cerebral perfusion indices (p>0.05). We affirm the previous reports that perfusion in superior frontal cortex is decreased in PSP. Based on our results that there was no correlation between severity of motor abnormality and cerebral perfusion in the superior frontal cortex, nonmotoric symptoms including dementia needs to be looked at whether there is a correlation with the perfusion abnormality in superior frontal cortex.

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치과용 아말감의 산화환원에 관한 전기화학적 연구 (AN ELECTROCHEMICAL STUDY ON THE OXIDATION' AND REDUCTION OF DENTAL AMALGAM)

  • 이인복;이명종
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제18권2호
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    • pp.431-445
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    • 1993
  • The purpose of this study was to observe corrosion characteristics of six dental amalgams and was to analyse corrosion products electrochemically. After each amalgam alloy and Hg was triturated as the direction of the manufacturer by using mechanical amalgamator, the triturated mass was inserted into the cylinderical metal mold ($12{\times}10mm$) and was condensed with 160kg/$cm^2$ by using the hydrolic press. The specimen was removed from the mold and was stored at room temperature for 1 week, and was polished with amalgam polishing kit. The anodic and cathodic polarization curve was obtained by using cyclic voltammetric method with 3-electrode potentiostat in saline for each amalgam and Ag, Sn, Cu plate specimen at $37{\pm}0.5^{\circ}C$. The potential sweep range was -1.7V~0. 4V(vs SCE) in working electrode and scan rate was 50mV/s and the exposed surface area of each specimen to the electrolytic solution was $0.79cm^2$. The results were as follows. 1. In anodic-cathodic polarization curve of amalgam specimens, two anodic current rising areas and two cathodic current peaks were obtained at the low Cu amalgam(CF, CS) specimen and three anodic current rising areas and three cathodic current peaks were obtained at the high Cu amalgam (TY, DS, HV) specimen. 2. As this compared with the anodic and cathodic current peak potentials of Sn, Cu and Ag specimen, the first cathodic current peak I c was caused by the reduction of divalent tin salt, second cathodic current peak IIIc results from the reduction of quadravalent tin salt, and third cathodic current peak me results from the reduction of copper salt. 3. As reverse potential sweeping was done repeatedly, anodic current was decreased slightly in all amalgam specimens.

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담배가루이 Bemisia tabaci(Gennadius)(Homoptera: Aleyrodidae)의 형태적 특징과 DNA 표식자에 의한 biotype 판별 (Morphological Characteristics of Bemisia tabaci(Gennadius) (Homoptera: Aleyrodidae) and Discrimination of Their Biotypes in Korea by DNA Makers)

  • 이명렬;안성복;조왕수
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.5-12
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    • 2000
  • 임의증폭 다형 DNA(RAPD)와 미토콘드리아 12S, 16S rRNA 유전자의 제한단편 DNA 표식자에 의해 한국에서 발생하는 담배가루이 개체군들의 biotype을 판별하였다. 진천의 장미 온실과 서울 내곡동의 포인세티아 온실에서 발생한 담배가루이는 일본, 이스라엘, 호주의 B biotype 과 동일한 DNA 단편들을 보유하였다. 여러 지역의 노지 콩 (Glycine max), 고구마 (Ipomea batatas), 들깨 (Perilla frutescens)에서 채집된 담배가루이 개체군들은 일본 시코쿠의 인동덩굴(Lonicera japonica)에서 채집된 담배가루이와 같은 DNA로 표식되었다. 이들 non-B biotype은 한국, 일본 등 극동아시아 지역에 고유한 계통으로 보인다. 최근 한국에서 발견된 담배가루이 Bemisia tabaci(Gennadius)의 주사전자현미경 관찰에 의한 형태적 특정을 온실 원예작물의 주요해충인 온실가루이 Trialeurodes vaporariorum (Westwood)와 비교하여 기재하였다.

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