• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.350-350
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• 2011

ZnO는 II-VI족 화합물 반도체로서 3.37 ev의 band gap energy와 60 mv의 exciton binding energy를 가지며 차세대 소자로 다양한 분야에서 연구되어지고 있다. ZnO 박막과는 다르게 ZnO nano structure는 효율성과 특성 향상의 이점으로 태양전지와 투명전극 소자에 많은 연구가 되고 있으며 UV 레이저, 가스센서, LED, 압전소자, Field Emitting Transistor (FET) 등 다양한 응용분야에서 연구되고 있다. 본 연구에서는 유리 기판 위에 RF Magnetron sputtering법을 이용해 ZnO buffer layer를 다양한 두께(~1,000${\AA}$)로 증착한 뒤, Zn powder (99.99%)를 지름 2inch 석영관 안에 넣어 Thermal furnace장비를 이용하여 Thermal Evaporation법으로 약 500$^{\circ}C$에서 30분 동안 촉매 없이 성장 하였다. 수직성장된 ZnO 나노 구조체의 특성을 전계방출주사전자현미경(SEM), X-선 회절패턴(XRD), UV-spectra를 이용하여 분석하였다. SEM 분석을 통하여 ZnO buffer layer위에 성장된 ZnO 나노 구조체는 직경이 약 ~50 nm, 길이가 ~2 um까지 성장을 보였으며, XRD 측정결과, ZnO 우선 성장 방향(002)을 확인하였다. 두 가지 측정을 통하여 ZnO buffer layer의 유무에 따라 성장 특성이 향상되었음을 확인하였으며, 이는 buffer layer가 seed 역할을 한 것으로 사료된다. UV-spectra 측정을 통하여 가시광 영역(400~780 nm)에서 60%대의 투과도를 보여 가시광 영역에서 투명성을 요구하는 전자 소자 및 광소자 등에 적용 가능성을 확인하였다. 이 연구를 통하여 우수한 투과도를 가지며 유리 기판위에 수직성장된 ZnO 나노구조체는 태양전지와 플렉서블 디스플레이 등 다양한 활용 분야를 제시할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.305.1-305.1
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• 2016

페로브스카이트 태양전지는 차세대 태양전지로써 몇 년 사이에 매우 큰 폭으로 효율이 증가하고 있으며 활발한 연구가 진행되고 있다. 페로브스카이트의 태양전지의 구조는 전자전도체, 페로브스카이트 광흡수체, 정공전도체, 전극으로 구성된다. 전자전도체는 전자 포집성이 우수한 다공성 TiO2 층과 TiO2 박막 층으로 구성된다. 균일한 박막 TiO2를 형성하는 것은 페로브스카이트 태양전지의 개방전압 특성에 기여한다. TiO2 박막을 제조하는 방법으로써 용액을 사용한 스핀 코팅 법은 간편하게 제조가 가능하나, 일정한 두께의 박막을 형성하지 못하고 균일하지 못하는 단점을 가진다. 본 연구에서는 RF 마그네트론 스퍼터를 이용하여 보다 균일한 TiO2 박막을 제조하였다. X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), Light IV, Quantum Efficiency (QE)로 분석하였다. 이를 통하여 제조방법 차이에 따른 페로브스카이트 태양전지의 영향을 분석하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권5호
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• pp.661-666
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• 2011

최근 해양교통시설물의 전력원으로 태양광발전과 파력발전을 이용한 하이브리드 발전 형태에 대한 연구가 진행 중이다. 그러나 해상에서 장기간 해양교통시설물을 운용할 경우 해양교통시설물 수주의 유입구에 해조류 증착 문제가 발생하였다. 이러한 문제의 해결을 위해 AFS (Anti-Fouling System)의 연구가 진행되고 있다. 단일채널 방식의 AFS를 이용하였으나 구리 전극봉의 이온화가 각기 다르게 되어 구리 전극봉의 교환주기를 앞당기는 문제가 발생하였다. 본 논문에서는 다채널 전류제어 방식을 이용한 해양 교통시설물용 AFS를 제안하고 시뮬레이션을 하였다. 시뮬레이션의 신뢰성을 높이기 위하여 실제 해양교통시설물의 전극봉 용해결과를 시뮬레이션 프로그램에 반영하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 다채널 전류 제어 방식의 AFS의 전극봉이 균일하게 이온화 되는것을 확인할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권2호
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• pp.65-71
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• 2016

본 연구에서는 나노 입자 적층 시스템(Nano Particle Deposition System, NPDS)을 이용하여 전기변색소자의 작동 전극을 적층하고 또한 염료 감응 태양전지의 반도체 층으로 사용되는 $TiO_2$층 및 전기변색소자의 이온 저장 층으로 사용되는 Antimony Tin Oxide(ATO) 층을 제작하였다. NPDS는 상온 건식 분말 적층법으로 노즐을 통하여 초음속으로 가속된 분말의 높은 에너지를 이용하여 기판에 적층하는 새로운 개념의 건식 적층 방법이다. 본 연구에서 코팅된 물질의 두께는 전기변색소자의 투과율에 영향을 끼치는데, 이는 표면 프로파일 측정법(surface profiling method)으로 측정하였으며, 적층된 $TiO_2$와 ATO 및 복합 층의 미세 구조를 확인하기 위해 SEM을 이용한 분석을 진행하였다. 한편 염료 감응 태양전지의 광 변환 효율은 솔라 시뮬레이터로 분석하였다. 또한 UV-visible spectrometer와 power source를 이용하여 630 nm 대역에서 전기 변색 소자가 갖는 투과도 변화와 낮은 전압에서의 작동 및 변색 횟수를 측정하였으며, 결과적으로 상기 과정을 거쳐 제작되고, 측정된 염료 감응 태양전지 - 전기 변색 통합 구조 소자를 자체 제작한 에너지 하베스팅 시스템과 연결하여 통합 구조 소자 내 태양전지의 전압 발생을 통해 자체 구동이 가능한 전기 변색 소자 시스템 제작에 성공하였다. NPDS를 통해 제작된 변색 소자의 경우, 최대 49%의 투과도 변화와 500회 작동에서 C-V curve를 유지함을 측정하여 성능과 내구성을 입증하였고, 통합 소자 내 태양 전지의 광 변환 효율은 최대 2.55%로 측정되었으며, 통합 소자 내 변색 소자의 경우 최대 26%의 투과도 변화를 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.97-97
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• 2011

산화아연 (ZnO)은 넓은 에너지 밴드갭 (~3.37 eV), 큰 엑시톤 결합 에너지 (~60 meV) 그리고 높은 전자 이동도 (bulk~300 $cm^2Vs^{-1}$, single nanowire~1000 $cm^2Vs^{-1}$)를 갖고 있어, 광전자 소자 및 반도체소자 응용에 매우 널리 사용되고 있다. 특히, 산화아연 나노로드(ZnO nanorod)는 1차원 나노구조로써 더욱 향상된 전자 이동도와 캐리어의 direct path way를 제공하여 차세대 광전자소자 및 태양광 소자의 응용에 대한 연구가 매우 활발하게 이루어지고 있다. 한편, 이러한 산화아연 나노로드를 성장시키기 위하여 VLS (vapor-liquid-solid), 졸-겔 공정(sol-gel process), 수열합성(hydrothermal synthesis), 전기증착(electrodeposition)등 다양한 방법이 보고되었지만, 이러한 산화아연 나노로드의 성장방법은 실제적인 소자응용을 위한 패터닝 형성에 대하여 제약을 받는 문제점이 있다. 이들 중에서 수열합성법과 전극증착법은 ZnO 또는 AZO (Al doped ZnO) seed 층 표면과 성장용액의 화학반응에 의해서 선택적으로 산화아연 나노로드를 성장시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는, 광전자소자의 응용을 위한 간단한 패터닝 공정을 위해, 산화인듐주석(ITO) 박막이 증착된 유리기판(glass substrate)위에 수열합성법과 전극증착법을 이용하여 산화아연 나노로드를 선택적으로 성장시켰다. 실험을 위해, ITO glass 위에 RF magnetron 스퍼터를 사용하여 AZO seed 층을 metal shadow mask를 이용하여 패터닝을 형성한 후, 질산아연과 헥사메틸렌테트라아민으로 혼합된 용액에 $85^{\circ}C$ 온도를 유지하여, 패터닝이 형성된 샘플에 전압을 인가하여 성장시켰다. 나노구조 분석을 위해, 전계주사현미경을 이용하여 수열합성법과 전기증착법에 의한 패터닝된 산화아연 나노로드를 비교하여 관찰하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.51-51
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• 2008

최근 센서, 전자기술의 발달은 소형 센서 기기의 구동에 필요한 파워를 줄여 주변의 진동이나 온도차등에서의 작은 에너지로도 센서 등의 소형 전자기기의 구동을 가능하게 했다. 이에 따라 전자기기의 구동에너지로써 에너지 하베스팅이 많은 관심을 받고 있다. 압전 효과를 이용하여 주변의 진동에너지를 전기에너지로 변화 시키는 압전에너지 하베스터는 온도차이나 태양광, 바람등과는 달리 날씨나 구동조건에 큰 영항을 받지 않는 장점과 그 크기가 비교적 소형이라는 장점이 있어 많은 연구가 진행되고 있다. 에너지 하베스터에서 생산된 에너지를 사용하기 위해서는 생산된 에너지를 저장장치에 저장해야 한다. 저장장치에 저장하기 위해서는 일정 이상의 전압과 많은 양의 전류가 있는 것이 효과적이다. 하지만 압전 세라믹의 출력 특성은 전압이 크고, 출력 전류가 작은 특성을 지지고 있어 충전 속도가 느리다는 문제점이 있다. 압전세라믹에서 발생되는 에너지는 세라믹의 두께와 세라믹의 전극면적에 비례하는데 각각 세라믹의 두께는 출력 전압에 영향을 주며, 세라믹의 전극면적은 발생하는 전하량에 영항을 준다. 이러한 압전체의 특징을 이용하여 본 연구에서는 압전체의 출력특성의 향상을 위하여 $10\times35mm^2$ 크기의 적층 세라믹을 제작하여 압전에너지 하베스터를 제작하였다. 적층 압전세라믹을 이용한 에너지 하베스터에서 3.5m/$s^2$ 24.6 ${\mu}m$의 진동에서 발생전압 2.14 V 에 발생전류 252 ${\mu}A$의 특성을 얻을 수 있었다.

• Current Photovoltaic Research
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• 제3권2호
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• pp.61-64
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• 2015

In solar industry, numerous researchers reported about cold spray method among various electrode formation technic, but there are no known a bonding mechanism of metal powder. In this study, a cross-section of copper electrode formed by cold spray method was observed and heterogeneous phase between silicon substrate and copper electrode was analyzed using morphology observation technic. SEM and TEM analysis were performed to analyze a crystallinity and distribution shape of heterogeneous copper phase. Molecular dynamics simulation was performed to calculate glass transition temperature of copper metal. In the result, amorphous copper phase was observed near interface between silicon substrate and metal electrode. The results of the molecular dynamics simulation show that an amorphous copper phase could be formed at a temperature below the melting point of copper because cold spraying resulted in a lower glass transition temperature.

• Current Photovoltaic Research
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• 제5권1호
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• pp.9-14
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• 2017

The screen printing technique is one of process to form electrode for crystalline silicon solar cell and has been studied a lot, because it has many advantages such as low price, high efficiency and mass production due to simple and fast process. The reason why electrode formation is important is for influence of series resistance and amount of incident light in crystalline silicon solar cell. In this study, electrode was formed by screen printing method with various conditions like squeegee angle, printing speed, snap off, printing pressure. After optimizing various conditions, double printing method was applied to obtain low series resistance and high aspect ratio. As a result, we obtained electrode resistance 45.31 ohm, aspect ratio 4.38, shading loss 7.549% mono-crystalline silicon solar cell with optimal double screen printing condition.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.786-788
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• 2013

몰리브덴(Molybdenum) 박막은 높은 전기전도성을 가진 금속으로 CIGS계 태양전지의 후면전극으로 많이 사용되고 있다. 스퍼터링법을 통해 증착되는 몰리브덴 박막의 경우, 전기 전도성 및 기판과의 밀착성은 스퍼터 전력 및 압력과 같은 공정 조건에 따라 변화된다. 본 연구에서는 DC 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 몰리브덴 박막을 Ar 가스 분위기에서 압력별로 증착하였다. SEM(scanning electron microscope), XRD(X-ray Diffraction), 4-point probe, 광반사율, Hall measurement를 이용하여 박막의 전기적, 구조적 특성을 분석하였다.

• Current Photovoltaic Research
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• 제5권4호
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• pp.135-139
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• 2017

We fabricated two different transparent conducting oxide thin films of ZnO doped with Ga ($Ga_2O_3$ 0.9 wt%) as well as Al ($Al_2O_3$ 2.1 wt%) (GAZO) and ZnO doped only with Al ($Al_2O_3$ 3 wt%) (AZO). It was investigated how it affects the moisture resistance of the transparent electrode. In addition, $Cu(In,Ga)Se_2$ thin film solar cells with two transparent oxides as front electrodes were fabricated, and the correlation between humidity resistance of transparent electrodes and device performance of solar cells was examined. When both transparent electrodes were exposed to high temperature distilled water, they showed a rapid increase in sheet resistance and a decrease in the fill factor of the solar cell. However, AZO showed a drastic decrease in efficiency at the beginning of exposure, while GAZO showed that the deterioration of efficiency occurred over a long period of time and that the long term moisture resistance of GAZO was better.