• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.601-601
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• 2012

본 연구는 Zr이 doping된 ITO target (ITO:Zr)을 $200^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도에서 RF magnetron sputtering을 이용한 증착으로 high mobility, high workfunction의 TCO 박막을 제작하고 이를 실리콘 이종접합 태양전지의 front TCO 적용에 관한 연구이다. 상기 공정으로 제작된 ITZO 박막의 가장 낮은 비저항은 $2.58{\times}10-4{\Omega}-cm$이며 이때의 투과도는 90%를 얻을 수 있었다. 또한 기존의 TCO로 사용되던 AZO 및 ITO보다 높은 work function으로 인하여 태양전지의 front TCO 적용시 710 mV 이상의 개방 전압 상승과 band-offset 감소에 따른 34.44 mA 이상의 단락전류 상승을 얻을 수 있었다. 또한 높은 mobility에 의한 면저항 감소로 충진률 상승도 얻을 수 있었다. 상기 인자에 대한 태양전지 특성의 변화는 quantum efficiency 분석으로 규명할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.1349-1354
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• 2011

본 연구에서는 CdZnS와 CdTe로 구성되는 이종접합 소자를 제작하고 커패시턴스-전압 특성을 조사하였다. CdS/CdTe 접합의 경우, 역방향 바이어스가 증가함에 따라 공핍층의 폭이 커져 커패시턴스 값이 약간 감소하였으나 CdZnS/CdTe 접합에서는 CdTe 박막 내에서의 공핍층 폭이 바이어스에 크게 영향을 받지 않아 커패시턴스 값이 역방향 바이어스에 따라 거의 변화가 없었다. 바이어스 전압을 인가하지 않은 상태에서의 공핍층 폭은 높은 CdZnS 박막의 비저항 및 낮은 캐리어 농도로 인해 CdS/CdTe 접합보다 CdZnS/CdTe 접합에서 보다 큰 값을 나타내었다. CdZnS/CdTe 태양전지의 개방전압은 Zn의 비율이 커짐에 따라 CdZnS 박막과 CdTe 박막의 전자 친화력 차이의 감소로 인하여 크게 증가하였으나, Zn 비율이 0.35 이상인 경우 오히려 감소함을 알 수 있었다. 또한 CdZnS 박막의 높은 비저항이 태양전지의 직렬저항을 상승시켜 전지의 변환 효율은 오히려 감소함을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.151-151
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• 2013

무기물 기반, Si-based 태양전지에 비해 가볍고 저렴하다는 관점에서 유기태양전지에 대한 연구가 진행되고 있다. 유기태양전지는 Si-based 태양전지에 비해 그 효율이 낮다는 점이 문제로 제기되어 왔지만, 억셉터와 도너의 nanocomposite 구조인 bulk-heterojunction (BHJ) 구조가 개발이 되면서 유기물의 짧은 엑시톤(exciton) 거리를 극복할 수 있게 되어 그 효율이 비약적으로 증가되는 결과를 낳았다. 또한 넓은 범위의 파장을 흡수 할 수 있는 작은 band-gap을 갖는 물질이 개발됨으로써 유기 태양전지의 효율은 점차 증가하고 있다. 최근에는 독일 회사인 Heliatek에서 12%가 넘는 유기태양전지를 발표함으로써 유기태양전지가 Si-based 태양전지를 대체할 수 있는 차세대 에너지 공급원으로의 가능성을 충분히 보였다. 이런 유기 태양전지는 하부 투명전극인 인듐주석산화물(ITO)/정공이동층(PEDOT:PSS)/광흡수층/전자이동층(LiF)/낮은 일함수를 갖는 상부전극인 Al 구조의 일반적인 구조; ITO/전자이동층/광흡수층/정공이동층/높은 일함수를 갖는 상부전극(Ag), 전하의 이동방향이 반대인 역구조 태양전지, 두 가지로 분류할 수 있다. 하지만 소자 안정성의 관점에서 일반적인 구조의 태양전지는 ITO/PEDOT:PSS 계면에서의 화학적 불안정성과, 낮을 일함수를 갖는 상부전극이 쉽게 산화되는 등의 문제가 있어 상부전극으로 높은 일함수를 갖는 전극을 사용하는 역구조 태양전지가 더 유리하다. 이러한 역구조 태양전지에서 효율을 높일 수 있는 요인 중 하나는 전자이동층에 있다. 광흡수층에서 형성되어 분리된 전자가 전극으로 이동하기위해서는 전자이동층을 거쳐야 한다. 하지만 이 전자이동층 내에서의 전자 이동속도가 느리다면, 즉 저항이 크다면 광흡수증과의 계면에서 Back electron trasnfer현상으로 재결합이 일어나게 되어 전극으로 도달하는 전자의 양이 줄어들게 되고, 이는 유기태양전지 효율을 낮추는 요인이 된다. 전자이동층 자체의 저항뿐만 아니라, 전자이동층의 표면 거칠기(morphology) 또한 유기 태양전지의 효율을 좌우하는 요인 중 하나이다. 광흡수층과 전자이동층의 계면에서 전자의 이동이 일어나는데, 전자이동층의 표면 거칠기가 크게되면 그 위에 박막으로 형성되는 광흡수층과의 계면저항이 증가하게 되고, 이는 광흡수층에서 전자이동층으로의 원활한 전자이동을 저해함으로써 소자 효율의 감소를 일으키게 된다. 따라서 우리는 전자이동층인 ZnO 박막의 스퍼터링 조건을 변화시킴으로써 ZnO 층의 두께에 따른 광투과도, 전기전도성 변화 및 유기태양전지의 효율변화와, 표면 거칠기에 따른 광변환 효율 변화를 관찰하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.401-401
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• 2011

태양전지 제작에 있어서 에미터층의 최적화를 위해 POCl 도핑시 에미터층의 면저항 가변에 중요한 파라미터인 온도와 가스비를 변화하여 실험을 진행하였다. 본 실험에 사용될 최초 기판은 두께가 200${\pm}$5 ${\mu}m$, 비저항이 0.5~0.3 ${\Omega}{\cdot}cm$의 P-type(100) 실리콘 기판을 사용하였으며 먼저 POCl3양과 deposition 시간 그리고 산소와 질소의 양을 고정시키고 온도에 따른 에미터 면저항 변화를 알아보았다. 온도는 830, 840, 850, 860, 870, 880$^{\circ}C$로 가변시켰으며 공정온도가 높아질수록 면저항 값이 낮아짐을 알 수 있었다. 균일도는 낮은 온도에서는 다소 좋지 않았지만 온도가 높아질수록 점차 좋아졌으며 870$^{\circ}C$ 이상에서는 거의 균일한 값을 얻을 수 있었다. 한편, 이번에는 공정온도를 고정하고 산소와 POCl3 가스량의 변화에 따른 면저항 특성과 균일도를 알아보았다. 가스비와 압력 그리고 위치별 면저항 특성에 대해서 알아보았고 부분압이 증가함으로 반응로 내의 O2의 양이 증가함을 알 수 있었다. 증가한 O2는 도핑과정에서 산화막을 더 두껍게 형성하게 하며 높은 면저항 값을 가져오게 하였다. 즉, 충분한 가스량의 주입으로 도핑시 균일도를 향상시킬 수 있었다. 이와 같이 부분압이 증가함에 따라 면저항의 증가와 균일도의 향상을 가져왔다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.76-76
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• 2003

제 3세대로 불리우는 차세대 발전시스템인 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)는 연료전지 가운데 발전효율이 가장 높고, NOx와 SOx의 발생이 없는 무공해 청정에너지 발전 시스템으로 많은 연구가 진행되고 있다. 이중 원통형 구조는 전력밀도가 평판형 구조에 비해 다소 떨어지나 반응기체의 밀봉이 쉽고, 기계적 강도가 높으며, 열응력에 대한 저항성이 높아 스텍제작이 비교적 용이하며 장기 운전이 가능하다는 장점이 있으며, 평판형 구조의 경우는 전류의 흐름이 구성요소의 면에 수직방향으로 흐르므로 전력밀도가 높은 장점이 있으나 가스의 밀봉이 어렵고, 기계적 강도나 열응력에 대한 저항성이 높은 단점을 갖고 있다. 본 연구에서는 원통형 구조와 평판형 구조의 상호 장점을 보완하여 기존의 원통형의 구조를 최적화하여 개선한 연료극 지지체식 Flat-Tube형 고체산화물 연료전지의 제조와 특성에 대한 연구를 발표하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.334.1-334.1
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• 2014

태양전지, 터치센서와 같이 투명한 전극(TCO: Transparent conducting oxide)이 필요로 하는 곳에는 금속 산화물 형태의 ITO, ZnO, FTO와 같은 투명 전극이 사용된다. 그중에서 FTO는 저렴한 가격과 높은 투과율, 낮은 저항으로 주목을 받고 있다. 뿐만아니라 FTO 박막은 다른 산화물 전도체에 비해 구부림에 강한 저항성을 보여 주고 있다. FTO 박막의 캐리어 전하 생성 원리는 F 원자가 O 원자의 자리를 치환하게 되면서 잉여 전자의 발생으로 전기가 흐를 수 있다. 아직까지는 화학적 조성비에 유리한 CVD를 이용한 증착 방법이 많이 사용되고 있다. 스퍼터 장비 역시 공정 가스에 따라 화학적 조성비 변화가 가능하고 CVD와 비교하여 공정이 간단하며 연속 공정이 쉽고 대면적 적용이 가능하다. 본 실험은 본사에서 R&D용으로 제작한 Daon-1000 S 장비를 사용하였으며 DaON-1000 S는 3개의 2" sputter gun이 장착 되어 있어 co-sputtering이 가능한 장비이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.320.2-320.2
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• 2013

본 연구는 RF 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 AZO 박막을 증착하였다. 증착되어진 AZO 박막은 플라즈마 화학기상증착장치를 이용하여 플라즈마 처리를 하였다. 플라즈마 가스로는 산소가스를 사용하였으며, AZO 박막을 산소플라즈마 처리 시간과 플라즈마 파워에 따라 박막의 특성이 변화되는 것을 관찰하였다. RF 마그네트론 스퍼터링 장치로 증착되어진 AZO 박막의 비저항값과 투과율을 측정한 결과 각각 $5.6{\times}10-4\;{\Omega}{\cdot}cm$과 80%를 나타내었다. 증착되어진 AZO 박막을 플라즈마 처리 시간과 플라즈마 파워에 따라 산소플라즈마 처리를 실시하였고, 플라즈마 처리가 되어진 AZO 박막의 구조적, 전기적, 광학적 특성등을 고찰하였으며, 태양전지 응용을 위하여 AZO 박막의 기계적인 특성들을 고찰하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.160-165
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• 2009

연료전지 분리판은 연료전지 스택을 구성하는 부품 중에서 가장 많은 수량이 사용되는 부품의 하나로서 연료전지의 출력밀도(Power Density, W/L), 비출력(Specific Power, W/kg) 및 가격($/kWe) 관점에서 가능한 저가의 소재 및 제조공정으로 경량, 박형화가 이루어져야 하는 핵심 부품이다. 이러한 저가의 경량, 박형화 분리판 개발의 전제조건은 연료전지 스택에서 요구하는 다양한 물성, 장기수명 및 신뢰성은 나타내는 내구성을 만족해야 하는 것이다. 이렇듯 연료전지 분리판은 다음과 같은 요구 조건을 만족해야 한다. 높은 전기전도도, 전기화학적 부식 저항성, 화학적 안전성, 가스 기밀성, 기계적 강도 및 가공성 등이라 하겠다. 본 연구에서는 분리판의 요구 조건을 만족할 수 있는 분리판을 제작하기 위하여 고분자 복합소재(PCB; Printed Circuit Board)를 이용하여 전기도금을 통해 Cu/Au(1st PCB 분리판)과 Cu/Ni/Au(2st PCB 분리판)을 코팅하여 분리판을 제작하였다. 제조된 분리판을 이용하여, 접촉저항, 부식특성, 가스 기밀성, 기계적 강도를 분석하였으며, 단위전지를 제작 하여 상용 Graphite 분리판과 성능을 비교분석하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제19권1호
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• pp.57-62
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• 1983

접지전지 설계를 위한 Zn, Al 및 Mg의 합급양극의 특성을 실험적으로 조사한 결과를 다음과 같이 요약할 수 있다. 1. 환경비저항 1000 $\Omega$.cm 이하에서는 Zn합금양극이, 1000 $\Omega$.cm 이상에서는 Mg합금양극이 접지전지 설계에 좋다. 2. 비저항 500 $\Omega$.cm 이하에서는 Al합금양극이 Mg 합금양극보다 접지전지 설계를 위한 유전양극 특성이 좋으나 모든 비저항에서 Zn합금양극보다 특성이 떨어진다. 3. 배유전유밀도가 급격히 증가하는 일정인가전압은 다음과 같다. \circled1 E 하(Zn)=log (4.9465/$\rho$상(0.0639))+11$\times$10 상(-6)$\rho$상(0.8923i) \circled2 E 하(Al)=log (4.9306/$\rho$상(0.0525))+13$\times$10 상(-6)$\rho$상(0.9314i) \circled3 E 하(Mg)= log (3.7086/$\rho$상(0.0988))+181$\times$10 상(-6)$\rho$상(0.5406i) 4. 유전양극의 종류 및 환경의 비저항에 따라 인가전압과 배유전유밀도의 관계는 다음과 같은 일반식으로 표시할 수 있다. logi=g+root(n.E+r)

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.207-208
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• 2007

높은 효율의 태양전지의 개발은 태양전지 상용화에 꼭 필요한 일이다. 고효율 태양전지 개발을 위해 태양전시 시뮬레이션 프로그램인 PC1D를 이용하여 현재 많이 사용되고 있는 p-n 접합형 실리콘 태양전지의 변환효율에 영향을 주는 요소들, 특히 웨이퍼 표면의 texturing과 doping 농도를 변화시켜 최적의 요건을 찾고자하였다. texture depth = 3um, texture angle=$80^{\circ}$, base의 비저항=$0.1{\ell}{\cdot}cm$, emitter doping 농도=$5e+18cm^{-3}$에서 20.37%의 고효율을 얻을 수 있다.