• Title/Summary/Keyword: 전기화학적 전착

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전기화학적 방법을 이용한 One-Step CIGS 박막 제조

  • Choe, Chang-Sun;Lee, Hyeon-Ju;Kim, Jong-Man;Kim, Yang-Do;Lee, Dong-Yun
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.47.1-47.1
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    • 2011
  • 최근 친환경의 재생 가능한 에너지에 대한 관심이 급증하면서 태양전지에 대한 연구가 국내외에서 활발히 진행중이다. 특히 기존 태양전지 시장을 장악하던 실리콘 태양전지를 대체하고 새로운 기능을 부여하기 위해 박막형 태양전지의 필요성과 새로운 태양전지용 소재 개발에 관심이 집중되고 있다. CIGS는 이러한 요구에 부합하는 소재로써 진공증착법을 통한 CIGS 박막 태양전지에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 이와 함께, 경제성과 대면적화의 용이성을 목표로 CIGS의 비진공증착법에 대한 연구도 병행되고 있다. 본 연구에서는 비진공증착법중 전기화학적 전착방법을 이용하여 CIGS박막을 형성하는 기초연구를 진행하였다. CIGS 박막의 표면 및 결정립 제어를 위하여 젤라틴을 첨가제로 이용하여 CIGS 박막을 제조하였으며 첨가제의 농도, 전착 인가전압 등을 변수로 박막을 형성시켜 특성을 분석하였다. 첨가제가 박막의 특성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 첨가제의 양에 따른 박막의 결정성과 표면 구조를 각각 XRD 및 FE-SEM (EDS)을 이용하여 분석하였다. 첨가제의 농도와 전착 인가전압에 따라 상대적으로 매우 우수한 표면 특성을 가지는 박막을 얻을 수 있었고 특히 특정농도의 젤라틴은 기존의 CIGS 박막의 결정성을 유지시켜 주는 것을 확인하였다. 또한 일정한 첨가제 농도 조건에서 인가전압을 변화시키며 증착한 필름의 CIGS 원소비를 분석함으로서 첨가제를 이용한 전기화학적 전착법에서 인가전압이 박막의 조성비에 미치는 영향을 분석하였다. 첨가제를 이용한 낮은 전압에서의 전착을 통해 우수한 표면 특성을 유지하면서 동시에 희귀원소인 In과 Ga의 증착을 더욱 용이하게 하는 새로운 방법에 대해 고찰하였다.

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Development of an electrochemical detector using Prussian blue modified indium tin oxide electrode (Prussian blue가 전착된 indium tin oxide전극을 이용한 전기화학적 검출기의 개발)

  • Yi, In-Je;Kim, Ju-Ho;Kang, C.J.;Kim, Yong-Sang
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2005.07c
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    • pp.2404-2406
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    • 2005
  • 본 연구에서는 전기촉매제를 사용하여 증가된 감도를 가지는 검출 시스템을 제작하였다. 전극과 검출물질 사이의 산화환원반응을 촉진시키기 위한 물질로 Prussian blue (PB)를 indium tin oxide (ITO) 전극에 전착하였다. 본 실험에서는 분석물질의 이동 및 분리를 위하여 모세관 전기영동방법을 사용하였으며 측정방법은 전류량법을 사용하였다. 전착된 PB 박막의 특성은 원자 현미경으로 분석하여 0.1V, 3min의 전착조건으로 최적화하였다. 전기 촉매제로써의 PB의 특성을 확인하기 위하여 ITO 전극만을 사용한 전기화학적 검출기와 비교하였으며 본 연구에서 제안된 검출기의 감도가 20배정도 더 좋다는 것을 확인하였다.

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Electrochemical Properties of Graphene-vanadium Oxide Composite Prepared by Electro-deposition for Electrochemical Capacitors (양극전착을 통한 그래핀-바나듐 산화물 복합체 제조 및 전기화학적 특성평가)

  • Jeong, Heeyoung;Jeong, Sang Mun
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.53 no.2
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    • pp.131-136
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    • 2015
  • The nanostructural graphene/vanadium oxide (graphene/$V_2O_5$) composite with enhanced capacitance was synthesized by the electro-deposition in 0.5 M $VOSO_4$ solution. The morphology of composites was characterized using scanning electron microscopy (SEM), x-ray diffraction pattern (XRD), and x-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The oxidation states of the electro-deposited vanadium oxide was found to be $V^{5+}$ and $V^{4+}$. The morphology of the prepared graphene/$V_2O_5$ composite exhibits a netlike nano-structure with $V_2O_5$ nanorods in about 100 nm diameter, which could lead a better contact between electrolyte an electrode. The composite with a deposition time of 4,000 s exhibits the specific capacitance of $854mF/cm^2$ at a scan rate of 20 mV/s and the capacitance retention of 53% after 1000 CV cycles.

The Effect of Impurities on Copper Deposition in Copper Electrorefining (동 전해정련시 불순물 성분이 전기동 전착에 미치는 영향)

  • Kim, Do-Hyeong;Kim, Yong-Hwan;Kim, Gwang-Ho;Jeong, Won-Seop
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.121-121
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    • 2009
  • 구리 전해정련 과정에서 전해액 중의 Arsenic과 같은 불순물 성분이 전기동의 전착에 미치는 영향을 확인하고, 전해액 중의 최대 허용 농도를 도출하고자 하였다. 전해정련 과정에서 분순물 성분이 전기동 전착에 미치는 영향을 주사전자현미경(SEM), X-선 회절(X-ray diffraction) 및 전기화학적 분석을 통해 수행하였다.

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Anode 물질 변화에 따른 Anode 표면 및 구리전착막의 특성분석

  • Choe, Eun-Hye;No, Sang-Su;Samuel, T.K.;Yun, Jae-Sik;Jo, Yang-Rae;Na, Sa-Gyun;Lee, Yeon-Seung
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.02a
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    • pp.261-261
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    • 2012
  • 반도체 공정에서 단위소자의 고속화를 구현하기 위한 금속배선공정에 사용되는 금속재료가 최근에 Al에서 구리로 전환됨에 따라, 향후에는 모든 디바이스가 구리를 주요 배선재료로 사용할 것으로 예측되고 있다. 이러한 구리 배선재료의 도입은 미세화와 박막화라는 관점에서 습식 방법임에도 불구하고 전기도금 방법이 반도체 구리 배선공정에 적용되는 획기적인 변화를 이끌어냈다. 이에 전기도금 방법으로 생산된 구리박막에 대한 요구사항이 증가되고 있다. 전기도금으로 구리박막을 성장시킴에 있어 도금 전해액, 유기첨가제, Anode 물질의 변화는 전착된 구리 박막의 미세구조 및 화학적 구조와 전착률, 비저항 등의 물리적 전기적 특성을 다양하게 변화시킬 수 있다. 본 연구에서는 Anode 물질 변화에 따라 Anode 표면에 형성된 불순물막(Passivation layer) 및 전착된 구리박막의 특성을 조사하였다. Anode는 soluble type과 insoluble type으로 나누어 실험을 진행하였다. Anode 물질 변화에 따른, 구리 박막의 물리적 특성을 조사하기 위하여 XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy)로 화학조성 및 불순물에 대해 분석하였다. 그리고 FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope)를 이용하여 전착박막의 두께를 조사 하고 AFM (Atomic Force Microscope)을 이용하여 표면 거칠기를 측정하였다. 또한 전기적 특성을 조사하기 위해 4-point probe를 사용하여 구리 전착박막의 표면저항(sheet resistance)을 측정하였다.

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Effect of Surface Pretreatment on Film Properties Deposited by Electro-/Electroless Deposition in Cu Interconnection (반도체 구리 배선공정에서 표면 전처리가 이후 구리 전해/무전해 전착 박막에 미치는 영향)

  • Lim, Taeho;Kim, Jae Jeong
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.20 no.1
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    • pp.1-6
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    • 2017
  • This study investigated the effect of surface pretreatment, which removes native Cu oxides on Cu seed layer, on subsequent Cu electro-/electroless deposition in Cu interconnection. The native Cu oxides were removed by using citric acid-based solution frequently used in Cu chemical mechanical polishing process and the selective Cu oxide removal was successfully achieved by controlling the solution composition. The characterization of electro-/electrolessly deposited Cu films after the oxide removal was then performed in terms of film resistivity, surface roughness, etc. It was observed that the lowest film resistivity and surface roughness were obtained from the substrate whose native Cu oxides were selectively removed.

Electrochemical Analysis of the Electrodeposition of Platinum Nanoparticles (백금 나노입자 전착의 전기화학적 분석)

  • Lee, Hae-Min;Cho, Sung-Woon;Kim, Jun-Hyun;Kim, Chang-Koo
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.53 no.5
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    • pp.540-544
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    • 2015
  • A bath for electrodeposition of platinum nanoparitcles on low-cost graphite substrates was developed to attach nanoparticles directly onto a substrate, and electrochemical characteristics of the electrodeposition of platinum nanoparticles were investigated. The reaction mechanism was examined by the analysis of polarization behavior. Cyclic voltammetry measurements revealed that the elecrodeposition of platinum nanoparticles was limited by mass transfer. The chronoamperometric study showed an instantaneous nucleation mechanism during the electrodeposition of platinum nanoparticles on graphite. Because graphite is much cheaper than other carbon-based substrates, the electrodeposition of platinum nanoparticles on the graphite is expected to have useful applications.

Electrodeposition of Cu(InxGa(1-x))Se2 Thin Film (CIGS 박막의 전착에 관한 연구)

  • Lee, Sang-Min;Kim, Young-Ho;Oh, Mi-Kyung;Hong, Suk-In;Ko, Hang-Ju;Lee, Chi-Woo
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.13 no.2
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    • pp.89-95
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    • 2010
  • The chalcopyrite $Cu(In_xGa_{(1-x)})Se_2$ (CIGS) is considered to be one of the effective light-absorbing materials for thin film photovoltaic solar cells. We describe the electrodeposition of CIGS thin films in ambient laboratory conditions, and suggest the electrochemical conditions to prepare stoichiometric CIGS thin films of Ga/(In + Ga) = 0.3. In acidic solutions containing $Cu^{2+}$, $In^{3+}$, $Ga^{3+}$ and $Se^{4+}$ ions, the CIGS films of different Cu/In/Ga/Se chemical compositions were electrodeposited onto Mo/Glass substrate. The structure, morphology and chemical composition of electrodeposited CIGS films were characterized by X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM), and Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), respectively.