• Title/Summary/Keyword: 제조공정 최적화

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공정산업에서 에너지 네트워크 최적화 사례

  • Yun, Mun-Gyu;Kim, Won-Ho
    • Journal of the KSME
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    • v.56 no.8
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    • pp.47-51
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    • 2016
  • 에너지 다소비 산업에서 에너지 절감은 생산원가 경쟁력 제고에 매우 큰 영향을 미친다고 할 수 있다. 특히, 기후변화협약을 중심으로 한 환경규제는 제조업체 경쟁력 확보에 심각한 위협으로 대두되고 있으며, 지속 가능한 성장을 위해서는 에너지 절감 및 효율적 관리가 필요 불가결한 요소로 대두되었다. 이에 이 글에서는 공정산업에서 에너지 네트워크를 구성하고 최적화 기술을 적용하여 에너지를 체계적으로 관리하고, 절감하는 방법에 대하여 논하고자 한다.

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대면적 Lithography 장비의 Stage 설계에 대한 고찰

  • 정준영;이우영;임경화;진경복;최성주;지이권;정준영
    • Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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    • 2005.05a
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    • pp.201-207
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    • 2005
  • 디스플레이 장치를 제조함에 있어 Lithography 공정은 매우 중요한 공정으로 인식되고 있으나 아직까지 Lithography 장비의 국내 기술개발 수준은 선진사에 비해 많이 뒤져있다고 볼 수 있다. 최근 디스플레이 산업의 폭발적인 성장과 더불어 보다 확실하고 안정적인 생산을 위해서는 Lithography 장비의 국산화 기술개발이 시급한 상황이다. 본 연구는 Lithography 장비를 구성하는 핵심기술요소 중 Stage 최적화에 대하여 현재 국내외에서 개발된 또는 개발중인 제품들을 비교 분석하고, 최적화 설계를 위해 필요한 조건들에 대하여 고찰해보았다.

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CIGS 박막태양전지용 Cd free형 ZnS(O, OH) 버퍼층 제조 및 특성평가

  • Kim, Hye-Jin;Kim, Jae-Ung;Kim, Gi-Rim;Jeong, Deok-Yeong;Jeong, Chae-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2015.08a
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    • pp.257.1-257.1
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    • 2015
  • Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막 태양 전지에서 buffer layer는 CIGS 흡수층과 TCO 사이의 밴드갭 차이에 대한 문제점과 lattice mismatch를 해결하기 위해 필수적이다. 흔히 buffer layer 물질로는 CdS가 가장 많이 사용되고 있으나 Cd의 독성에 관한 문제가 야기되고 있다. 따라서 ZnS(O, OH) buffer layer가 친환경 물질로 기존의 CdS 버퍼 층의 대체 물질로 각광 받고 있으며, 단파장 범위에서 높은 투과율로 인해 wide band gap의 Chalcopyrite 태양 전지에 응용되는 buffer layer로 많은 연구가 이루어지고 있다. 또한 buffer layer를 최적화 하여 carrier lifetime과 양자 효율이 증가시킬 수 있는 특성을 가지고 있다. 이 연구에서는 Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막에 화학습식공정 (CBD) 방법을 이용하여 최적화된 ZnS(O, OH)의 증착 조건을 찾고, 고품질의 buffer layer를 제조하기 위한 실험에 초점을 맞췄다. 또한, buffer layer의 막질을 개선하고 균일한 막을 제조하기 위해 processing parameters인 시약의 농도, 제조 시간 및 온도 등의 다양한 변화를 통해 실험을 진행하였다. 그 후 최적화된 ZnS(O, OH) buffer layer의 특성 분석을 위해 X-ray diffraction(XRD), photoluminescence (PL), scanning electron microscope (SEM) and GD-OES을 이용하였고, 이를 통해 제조된 CIGS 박막 태양전지는 light induced current-voltage (LIV) and external quantum efficiency (EQE)를 통해 특성 분석을 실시 하였다. 결과적으로, 제조된 ZnS(O, OH) buffer layer의 $ZnSO4{\cdot}7H2O$의 농도는 0.16 M, Thiourea는 0.5 M, NH4OH는 7.5 M, 그리고 반응 온도는 77.5 oC의 조건 하에 CIGS 기판 위에 균일하고 균열이 없는 ZnS(O, OH) 박막을 제조하였으며 이때 제조된 태양전지의 소자 특성은 Voc = 0.478 V, Jsc = 35.79 mA/cm2, FF = 47.77%, ${\eta}=8,18 %$이다.

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Poly-imide 기판에서 제조된 flexible CIGS 태양전지의 Mo strain 개선을 통한 효율 향상 연구

  • Myeong, A-Ron;Kim, Jae-Ung;Kim, Hye-Jin;Park, Se-Jin;Jeong, Chae-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.399.2-399.2
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    • 2016
  • Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막 태양전지는 높은 효율과 낮은 제조비용, 높은 신뢰성으로 인해 박막 태양전지 중 가장 각광받고 있다. 특히 유리기판 대신 가볍고 유연한 철강소재나 플라스틱 소재를 이용하여 발전분야 외에 건물일체형, 수송용, 휴대용등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 이러한 유연 기판을 이용한 CIGS 태양전지의 개발을 위해서는 기판의 특성에 따른 다양한 공정개발이 선행되어야 한다. Poly-imide와 같은 유연기판은 공정온도가 $400^{\circ}C$이하로 낮고 기판이 매우 얇아 기존 Mo 공정을 개선하여야한다. 이러한 유연기판의 특성을 고려하여 본 연구에서는 기존 bi-layer Mo의 bottom layer의 두께를 조절하여 박막의 strain을 조절하였다. 유연기판으로는 SKC KOLON에서 제조된 GL type의 기판을 사용하였다. 기판의 두께는 50um이다. 먼저 Mo의 bottom layer 두께 비율을 기존 12.5%에서 50%로 증가 시켰으며 전체 박막의 두께 역시 900nm에서 500nm로 두께를 감소시키며 실험을 실시하였다. 그 후 흡수층은 Co-Evaporation 방법을 이용하여 제조하였으며 이때 공정온도는 기존 공정온도에서 450, $400^{\circ}C$로 낮추어 흡수층을 제조하였다. 소자 제조 후 초기 Mo의 strain 개선과 저온공정이 적용되지 않은 경우 4.4%에서 공정 최적화 후 13%로 효율이 증가하였다. 제조된 흡수층은 SEM, XRF, XRD등을 이용하여 분석하였으며 그 외 일반적인 방법을 이용하여 Mo, CdS, TCO, Al grid를 제조하였다. AR 코팅은 제외 하였으며 제조된 소자는 솔라 시뮬레이터를 이용하여 효율 특성 분석을 실시하였으며 Q.E. 분석을 실시하였다.

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Selenization methods for CIGS solar cell prepared by Cu-In-Ga metal precursors (CIGS 태양전지 제조를 위한 Cu-In-Ga 금속 전구체의 셀렌화 방법 연구)

  • Byun, Tae-Joon;Park, Nae-Man;Chung, Yong-Duck;Cho, Dae-Hyung;Lee, Kyu-Seok;Kim, Jeha;Han, Jeon-Geon
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.101.1-101.1
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    • 2010
  • $Cu(InGa)Se_2$ (CIGS) 태양전지는 박막형 태양전지 중 가장 높은 에너지 변환 효율이 보고 되고 있다. CIGS 태양전지를 제조하는 방법은 3 단계 동시 증착법, 금속 전구체의 셀렌화 공정법, 전기 증착법 등이 있다. 이 중 금속 전구체의 셀렌화 공정법은 다른 제조 방법에 비해 대면적 생산에 유리하고, 비교적 공정 과정이 간단하다는 장점이 있다. 하지만 금속 전구체의 미세구조 및 제조 방법, 셀렌화 공정의 최적화에 대한 연구가 부족하다. 본 실험에서는 후면전극으로 사용되는 Mo 층이 증착된 소다회 유리(soda-lime glass)를 기판으로 사용하였다. Cu-In(4:6), Cu-Ga(6:4) 타겟을 DC 스퍼터링 시스템을 이용하여 금속 전구체를 증착하였다. 이 후 미국 Delawere 대학교의 IEC 연구소와 한국전자통신연구원 (ETRI)에서 금속 전구체의 셀렌화 공정을 진행하였다. 셀렌화 공정 전후의 금속 전구체의 결정 크기와 미세구조의 변화를 관찰하기 위하여 주사전자현미경 (SEM)과 X선 회절 분석기 (XRD)를 사용하였다. 센렌화 공정이 진행된 금속 전구체 위에 버퍼층으로 사용되는 CdS와 전면전극으로 사영되는 ZnO, ITO 층을 합성한 후 에너지 변환 효율을 측정하였다. 최고 효율은 9.7%로 관찰되었다.

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A Study on Product Move Operation Optimal Path Based on Business Supporting System & Spatial Information (업무지원 시스템 및 공간정보 기반의 제품 이동 작업 경로 최적화 기법 연구)

  • Sung-il Park;Ik-Soo choi
    • Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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    • 2023.07a
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    • pp.555-556
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    • 2023
  • 본 논문에서는 제조/물류 기업 등 제품(물품) 이동 작업 시 효율적인 경로 제공을 위한 경로 최적화 기법을 제안한다. 이 기법은 업무지원 시스템(MES, ERP, WMS 등)이 구축되어있는 기업을 대상으로 공간정보와 업무지원 시스템에 저장되는 제품 데이터를 기준 정보로 하며, 다익스트라(Dijkstra), 개미 집단 알고리즘(Ant Colony Algorithm, ACO)등 경로 탐색 알고리즘을 적용하여 문제를 해결하고자 한다. 공간정보는 공장(현장)의 레이아웃(Layout)과 제품이 적재/출하되는 렉(Rack) 등의 위치 정보가 포함되고, 업무지원 시스템에서 제품의 현재 위치, 공정 상태, 등록 시간, 제품 크기 등을 사용한다. 제안하는 기법은 상기 기준 정보를 경로 탐색 알고리즘에 적용하여 적재/출하, 공정 이동, 보관 장소 변경 등 제품의 위치가 변경되는 경우에 경로를 최적화할 수 있는 기법을 제안한다. 제품 이동 작업은 대부분 노동력에 의존하는 작업으로 경로 최적화 기법을 제안함으로써, 인력 비용 감소와 향후 로봇 기반의 제품 이동 작업에도 적용하여 자동화된 작업효과를 가져다 줄 것으로 기대한다.

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Studies on orientation and phase analyses of macro to nano structure using EM (전자현미경을 이용한 마이크로에서 나노크기 구조의 결정방위 및 상분석)

  • Won, Jong-Han;Yun, Hyeong-Jung;Song, Chan-Geun
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2015.11a
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    • pp.146-146
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    • 2015
  • 한국기초과학지원연구원(KBSI)에 설치되어 있는 SEM-EBSD 및 TKD와 NanoMEGAS 사의 TEM-ASTAR를 이용하여 마이크로미터에서 나노미터까지의 결정립방위와 상분석에 대한 연구를 수행하고 분석함으로써 제조공정에서의 오류 및 최적화된 공정조건을 제공한다.

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Ontological Approach for Effective Semantic Conveyance in Manufacturing Systems (제조시스템에서 효율적 의미전달을 위한 존재론적 접근 방법)

  • Leem, Young-Moon;Ryu, Chang-Hyun
    • Proceedings of the Safety Management and Science Conference
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    • 2005.11a
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    • pp.319-323
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    • 2005
  • 최근 들어 제조가 발생되는 모든 분야에서 정보의 의미론적 전달방법 및 체계를 정형화하는 작업이 표준화와 더불어 활발히 진행되고 있다. 제조시스템에서 문제가 발생하였을 때 간결하고 정확한 문제 진단에 대한 정보전달은 비용의 절감은 물론 생산성 향상을 위해서도 필수적인 요소이다. 본 연구에서는 제조시스템에서 최적화된 정보전달을 위한 상황이론적 방법론을 제시한다. 본 연구에서 제시하는 방법론의 궁극적인 목적은 실제 제조공정이나 현장에서 발생되는 복잡한 정보의 흐름, 표현, 관리를 효율적으로 할 수 있고 작업자, 관리자, 경영자 모두가 공통적으로 활용할 수 있는 정형화된 틀을 만드는데 있다. 본 연구에서 제시하는 방법론은 제조 현장에서 공정상의 문제점을 분석하고 검사할 수 있는 도구로 활용될 수 있을 것이다.

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