• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.41 no.5
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• pp.365-372
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• 2017

Finger electrodes on a crystalline silicon solar cell are required to be constructed as narrow and thick as possible in order to minimize shading losses and electrical resistance. The most common means to construct high-aspect ratio finger electrodes has been screen-printing, but it has difficulty achieving fine finger electrodes because the as-printed finger width is generally wider by 1.3-2.2 times the screen opening width. Consequently, it requires an extremely small screen opening (below $30{\mu}m$) in order to achieve a finger width below $40{\mu}m$. However, the use of such a small screen opening could result in various problems, such as high printing pressure, defective transport of silver paste, and high electrical resistance due to unfavorable mesh marks left on the finger electrodes. In this study, dispensing printing with a screw pump is introduced as an alternative to conventional screen-printing and its unique traits in the front side metallization of crystalline silicon solar cells is discussed.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.595-595
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• 2013

본 연구에서는 brush painting공법을 이용하여 인쇄형 유기태양전지에 적용이 가능한 ITO nanoparticle/Ag nanowire/ITO nanoparticle (Nano IAI) 다층 하이브리드 투명 전극의 전기적, 광학적, 구조적 특성을 연구하였다. 평균 25 nm 사이즈의 ITO 나노 입자로 구성된 ITO 나노 잉크와 직경 20~25 nm의 Ag nanowire 잉크를 기반으로 Brush painting 기술을 적용해 상온, 상압에서 낮은 면저항과 높은 투과도를 가지는 Nano IAI 하이브리드 투명 전극을 제작하였다. Nano IAI 투명 전극 제작 시 일정한 두께에서 Ag nanowire 코팅을 위한 brush painting 횟수를 변수로 하여 최적화 공정을 진행하였으며, Ag nanowire가 2번 brush painting 된 Nano IAI 다층 하이브리드 투명전극은 $3.4{\times}10^{-3}$ ohm-cm의 비저항과 52.33 ohm/square의 낮은 면저항을 나타내었다. 이를 통해 효과적으로Ag nanowire를 ITO nanoparticle 사이에 삽입할 경우, 고온의 열처리 공정을 통하지 않고 낮은 면저항을 가지는 인쇄형 투명 전극을 구현할 수 있음을 확인할 수 있었다. 특히 Nano IAI 다층 하이브리드 전극은 83.83%의 높은 투과도를 나타내는데 이는 삽입된 Ag Nanowire의 폭과 길이가 나노 사이즈이기 때문에 입사되는 빛이 흡수되기보다 대부분 투과하기 때문으로 사료된다. 또한, XRD 분석과 HRTEM 분석을 통해 Nano IAI 다층 하이브리드 투명전극의 전도 메커니즘을 설명하였다. 이와 같은 우수한 전기적, 광학적 특성은 brush painting 기법으로 제작된 Nano IAI 다층 하이브리드 투명 전극의 인쇄형 유기태양전지 적용 가능성을 나타낸다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.79.1-79.1
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• 2011

인쇄전자 기술은 기존의 다양한 인쇄 공정에 전자 재료를 적용하여 전자소자 및 전자소자에 적용 가능한 제품들을 생산하는 기술이다. 인쇄 공정은 크게 접촉식과 비접촉식으로 구분할 수 있는데 비접촉식 인쇄 방식의 대표적인 예가 잉크젯과 스프레이 방식을 이용한 인쇄라고 할 수 있다. ESD는 정전기력을 이용한 스프레이 방식의 인쇄 공정으로써 기존의 정전기력만을 이용한 인쇄 방식과는 달리 정전기력과 공압을 동시에 적용하여 상대적으로 빠른 시간 내에 나노 박막의 코팅과 패터닝이 가능한 공정이다. 일반적으로 터치 패널에 사용되는 ITO의 경우는 증착 방식에 의존하고 있어 공정 시간이 길고 생산 단가도 비싸다는 단점이 있다. ESD 코팅의 경우는 기존의 증착 방식이 아닌 직접 인쇄 방식으로 공정 시간과 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. 투명 전도막 형성에 사용되는 전도성 고분자의 경우 ITO를 대체할 수 있을 만큼의 성능을 지니고 있어 터치 패널용 전극으로 응용할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 ESD 공정을 이용하여 ITO 대체가 가능한 터치패널용 투명전극을 형성하였다. 전도성 고분자의 코팅 두께에 따라 전기적인 특성이 변화하지만 투과도 80%를 전후로 면저항이 $60{\sim}80{\Omega}/{\Box}$의 성능이 나타남을 확인할 수 있었다. 또한 코팅된 투명 전도막을 이용하여 터치패널용 모듈 제작을 통해 동작 여부도 확인할 수 있었다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.48 no.6
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• pp.7-14
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• 2011

This paper is related to a roll-type micro-contact printing process. The proper parameters such as coating velocity, inking velocity, printing velocity and printing pressure as well as Ag contents of Ag ink were extracted to perform the fine patterning of Ag electrodes. Additionally we developed a process for PDMS with high uniform thickness. Finally, we obtained the Ag fine electrodes on $4.5cm\;{\times}\;4.5cm$ plastic substrate with the line width of 10 um, thickness less than 300 nm, surface roughness less than 40 nm, and the specific resistance of $2.08\;{\times}\;10^{-5}{\Omega}{\cdot}cm$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.313.1-313.1
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• 2013

현재 결정질 실리콘 태양전지의 전 후면 전극의 형성은 스크린 프린팅 방법이 주를 이루고 있다. 스크린 프린팅 방법은 쉽고 빠르게 인쇄가 가능한 반면 단가가 높고 금속 페이스트에 첨가된 여러 혼합물에 의해서 전극과 기판 사이의 저항이 크다는 단점이 있다. 본 논문에서는 스크린 프린팅 방법으로 태양전지의 seed layer를 인쇄하고, Cu도금을 진행함으로써 태양전지의 전기적 특성을 비교하였다. 주요 전극 형성을 Cu 도금을 사용함으로써 전극과 기판사이의 저항을 감소시키고 값비싼 Ag페이스트를 값싼 Cu로 대체함으로써 가격을 낮출 수 있는 장점이 있다. 실험에 사용된 Si 웨이퍼 특성은 $156{\times}156$ mm2, 200 ${\mu}m$, 0.5-3.0 ${\Omega}{\cdot}cm$ and p-type 웨이퍼를 사용하였다. 웨이퍼는 표면조직화, p-n접합 형성, 반사방지막 코팅을 하였으며 스크린 프린팅 방법을 이용해 전 후면 전극을 인쇄하고 열처리 과정을 통해 전극을 형성하였다. 이 후 전면에 Cu도금을 실행하여 태양전지를 완성하였다. 완성된 태양전지는 솔라 시뮬레이터 및 TLM패턴을 이용하여 전기적 특성을 분석하였으며, SEM과 linescan, 광학현미경 등을 이용하여 전극을 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.317-317
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• 2007

현재 급격히 증가하는 디스플레이 산업은 업체간 시장 선도를 위하여 기술 및 가격경쟁이 매우 심화되고 있다. 이러한 추세로 디스플레이 소재산업은 신 재료, 대체 재료의 연구가 활발히 진행되고 있으나, 전극재료 분야에서는 그 성과가 미미한 실정이다. 본 연구에서는 기존에 사용되어지던 귀금속 전극재료를 금속 복합재료로 대체하여 저가격의 전극재료를 개발하는데 중점을 두었다. 용액환원반응법에 의해 제조된 다앙한 크기 및 조성의 복합분말을 이용하여 인쇄용 전극 페이스트를 만들고, 페이스트의 물리적 특성, 인쇄 특성, 패턴 전극 특성 등을 분석하여 디스플레이 전극용 대체 재료로의 가능성을 검토하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.276.1-276.1
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• 2016

본 연구에서는 차세대 유연 투명 히터 (Flexible and transparent heater) 제작을 위한 ATO 나노입자-은 네트워크 하이브리드 투명 전극의 특성을 연구하였다. 최적화된 은 네트워크 (Self-assembled Ag network) 투명 전극 상에 20-30 nm의 직경을 가지는 ATO (Sb-doped $SnO_2$) 나노입자를 스프레이 방식으로 상압, 상온에서 코팅하여 인쇄형 ATO-은 네트워크 하이브리드 투명 전극을 구현하였다. 스프레이로 코팅된 투명 ATO 나노 입자는 은 네트워크 전극의 빈 공간을 매워 줌으로써 은 네트워크 간의 연결성 및 표면 조도를 낮춰주어 유연 투명 히터 작동 시 전류의 집중 현상을 막아줄 수 있다. ATO-은 네트워크 하이브리드 투명 전극의 최적화를 위해 스프레이 횟수에 따른 하이브리드 투명 전극의 전기적, 광학적, 표면 특성을 분석하였으며, 최적의 조건에서 14 Ohm/square의 면저항과 66%의 투과도를 가지는 하이브리드 투명 전극을 구현하였다. 또한 FESEM 분석을 통해 ATO-은 네트워크 하이브리드 전극의 표면 및 계면 구조를 연구하고 ATO 코팅이 은 네트워크 전극의 특성에 미치는 영향을 규명하였다. 최적화된 ATO-은 네트워크 하이브리드 투명 전극을 이용하여 유연 투명 히터를 제작하고 전압에 따른 히터의 온도의 변화를 측정하여 차세대 유연 투명 히터용 투명 전극으로 인쇄기반 ATO-은 네트워크 하이브리드 투명 전극의 가능성을 확인하였다.

• 프린팅코리아
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• v.11 no.12
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• pp.116-119
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• 2012

2012년 한국인쇄학회 추계학술논문발표회가 지난 11월 2일 동국대학교 문화관 덕암세미나실에서 열렸다. 올해 창립 30주년을 맞은 한국인쇄학회는 이번 추계학술논문발표회에서 Reverse Offset에서 잉크전이 유동에 관한 시뮬레이션 연구, 그라비어 오프셋 인쇄에 의한 미세전극용 Ag Paste 개발, 국내 하프톤 스크린 인쇄를 위한 최적의 스크린 망사 선택 방법에 관한 연구, 친환경과 표준인쇄를 고려한 인쇄 최적화에 관한 연구 등을 발표했다. 본지에서는 김준곤, 구철회, 조가람(부경대학교 공과대학 인쇄정보공학과)의 '친환경과 표준인쇄를 고려한 인쇄 최적화에 관한 연구'를 게재한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.413-413
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• 2008

최근 잉크젯, 스크린, 그라비아 등 기존의 인쇄 방식과 인쇄 기술을 이용하여 저가의 전자회로 혹은 전자 소자를 제조하고자 프린팅 소재 및 공정 개발에 대한 산업계의 관심이 증가하고 있다. 특히 PCB, RFID, 디스플레이, 태양전지 분야의 전극재료의 개발에 많은 연구가 진행 중에 있으며, 다양한 인쇄 방법 중 미세회로의 구현이 가능한 잉크젯 프린팅을 통한 전극 형성방법에 주목하고 있다. 본 연구는 잉크젯 프린팅 방식을 통해 배선을 형성하고자 이에 적합한 다양한 농도의 잉크를 배합하여 평가하였으며, 첨가제 및 소결, 건조 조건의 변화를 통해 기재와의 부착력, 배선의 크랙을 조절하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.472.2-472.2
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• 2014

현재 결정질 실리콘 태양전지의 전 후면 전극의 형성은 스크린 프린팅 방법이 주를 이루고 있다. 스크린 프린팅 방법은 쉽고 빠르게 인쇄가 가능한 반면 단가가 높고 금속 페이스트에 첨가된 여러 혼합물에 의해서 전극과 기판 사이의 저항이 크다는 단점이 있다. 본 논문에서는 도금을 이용하여 태양전지의 전극을 형성한 후 태양전지의 전기적 특성을 비교하였다. 또한 단일반사방지막($SiN_x$) 증착 후 도금을 이용한 전극 형성 시 반사방지막의 pin-hole에 의해 전극 이외의 표면에 도금이 되는 ghost plating 현상이 발생하게 되는데, 이를 방지하기 위해 thermal oxidation을 이용하여 SiO2/SiNx 이중반사 방지막을 증착함으로써 ghost plating을 최소화 시켰다. Ni을 이용하여 전극과 기판 사이의 저항을 낮추었으며, 주요 전극은 Cu 도금을 사용함으로써 단가를 낮추었으며 마지막으로 Cu전극의 산화를 방지하기 위해 Ag을 이용하여 얇게 도금하였다. 실험에 사용된 Si 웨이퍼 특성은 p-형, $156{\times}156mm2$, $200{\mu}m$, $0.5{\sim}3.0{\Omega}{\cdot}cm$ 이다. 웨이퍼는 표면조직화, p-n접합 형성, 반사방지막 코팅을 하였으며 스크린 프린팅 방법을 이용해 후면 전극을 인쇄하고 열처리 과정을 통해 전극을 형성하였다. 이 후 전면에 레이저를 이용해 전극 패턴을 형성한 후 도금을 실행하여 태양전지를 완성하였다. 완성된 태양전지는 솔라 시뮬레이터, QE 및 TLM패턴을 이용하여 전기적 특성을 분석하였으며, SEM과 linescan, 광학현미경 등을 이용하여 전극을 분석하였다.