• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.398-398
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• 2011

텍스처링은 입사된 태양빛을 산란시켜 보다 많은 포톤이 흡수층에 흡수하도록 하여 태양전지의 효율이 증대되기 때문에 텍스처링과 관련된 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 ICP 플라즈마 장치를 이용하여 바이어스 유무에 따른 유리기판에 텍스처링을 진행하였다. 텍스처링 된 유리기판에 Boron이 도핑된 ZnO 박막을 MOCVD로 증착하여 각 투명전극의 광학적 특성을 분석하였다. 또한 투명전극이 증착된 기판에 박막실리콘 태양전지를 제작하여 텍스처링 특성에 따른 태양전지 특성을 분석하였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.14 no.3 s.43
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• pp.203-211
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• 2005

To investigate the effects of the number of multiple-cycles and $SO_2$ concentration on $CO_2$ absorption characteristics by means of limestone, $CO_2$ capture capacity has been measured in a bubbling fluidized bed reactor (0.1m 1.D., 1.17m high). Danyang limestone was used as a $CO_2$ sorbent and the number of cycles $(\~10th\;cycle)$ and $SO_2$ concentrations (0, 2000, 4000 ppm) were considered as variables. The measured $CO_2$ capture capacity decreased as the number of cycles increased and it showed $50\%$ or initial value after 10 cycles. Moreover, $CO_2$ rapture capacity decreased with 501 concentrations. For three different $SO_2$ concentrations, the total CaO utilization was almost the same but $SO_2$ capture capacity increased and $CO_2$ capture capacity decreased as $SO_2$ concentration increased. These results suggest that $SO_2$ capture reaction is predominant over $CO_2$ capture reaction in the simultaneous $CO_2/SO_2$ capture conditions.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.258-259
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• 2015

$CuInSe_2$(CIS)층에 Na의 첨가는 태양전지 셀의 효율을 향상시키는데 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 Na이 없는 코닝 유리 기판에 Mo/Mo-Na 이중 박막을 후면 전극으로 이용하여 CIS층의 Na소스로 작용하도록 하였다. CIS/Mo/Mo-Na 다층 박막을 제조한 후, AES분석을 통해 Na은 Mo/Na층과 CIS층의 계면과 CIS층의 표면에 주로 분포하는 것을 알 수 있었다. XRD분석을 통해서 Na함량이 증가할수록 Mo박막의 우선성장면 (110)면의 피크는 감소하였고, CIS의 우선 성장면인 (112)면은 점차 증가하여 Mo-Na층이 200 nm일 때, 최댓값을 가지고 이후로는 감소하는 경향을 보인다. CIS의 결정은 기판에 수직인 방향으로 덴드라이트 성장을 한다. Mo-Na층이 200 nm까지는 밀도가 높은 결정이 성장되지만, 그 이상으로 Na농도가 증가하면 결정 입자의 크기는 다소 성장하지만 밀도가 현저하게 감소한다. 이 결과들로 보아 CIS층의 Na농도조절은 Mo/Mo-Na 이중층의 두께조절을 통해 가능하며, Na이 CIS층에 초과되어 첨가되면 특성이 저하된다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.47.2-47.2
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• 2011

광전환 효율 20% (AM1.5G) 이상의 고효율 화합물 박막태양전지의 광흡수층으로 많은 관심을 받고 있는 $Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) 태양전지의 광흡수층은 다양한 공정에 의해 제조가 가능하다. 현재 고효율 CIGS 셀 생성을 위해 널리 사용되고 있는 CIGS 흡수층 성장공정은 "co-evaporation (동시증발법)"과 2-step 공정이라 불리는 "precursorselenization(전구체-셀렌화)" 방법이다. 동시증발법은 개별원소 Cu, In, Ga, Se들을 고진공 분위기에서 고온(550~600$^{\circ}C$) 기판위에 증착하는 방법으로 소면적에서 가장 좋은 효율(~20%)을 보이는 공정이다. 하지만, 고온, 고진공 공정조건과 대면적 증착시 온도 및 조성 불균일 등의 문제점 등으로 상용화에 어려움이 있다. 전구체-셀렌화 공정은 1단계에서 다양한 방식(예: 스퍼터링, 전기도금, 프린팅 등) 방식으로 CuGaIn 전구체를 증착하고, 2단계에서 고온(550~600$^{\circ}C$)하에 H2Se gas 혹은 Se vapor와 반응시켜 CIGS를 생성한다. 일본의 Showa Shell와 Honda Soltec 등에 의해 이미 상업화 되었듯이, 저비용 대면적으로 상업화 가능성이 높은 공정으로 평가되고 있다. 하지만, 2단계에서 사용되는 H2Se 및 Se vapor의 유독성, 기상 Se과 금속전구체 간의 느린 셀렌화 반응속도, 셀렌화반응 후 생성된 CIGS 박막 두께방향으로의 Ga 불균일 분포, 생성된 CIGS/Mo 계면 접착력 저하 등의 문제점들이 개선, 해결되어야만 상업화에 성공할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 Se layer가 코팅된 금속전구체의 셀렌화 반응메카니즘을 in-situ high-temperature XRD를 이용하여 연구하였다. 금속전구체는 스퍼터링, 스프레이 등 다양한 방법으로 제조되었고, 반응메카니즘 연구결과를 바탕으로 Se 코팅된 금속전구체를 이용한 급속열처리 공정의 최적화를 시도하였다.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
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• v.36D no.7
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• pp.80-91
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• 1999

We present various optimal grating structures which give the low threshold gain, good modulation characteristics, small effective linewidth enhancement factor, and large fabrication tolerance in complex-coupled MQW DFB lasers with absorptive gratings. To obtain these, we calculate the complex coupling coefficients using the extended additional layer method and the threshold gain including the modal loss in the absorptive grating region for rectangular and trapezoidal gratings. Based on the comparison of the results for various possible absorptive grating structures, the design guidelines are presented to obtain the low threshold gain or large fabrication tolerance. Among the grating structures studied, the double grating structure consisting of the absorptive grating on the index grating has the largest fabrication tolerance for the threshold gain and the coupling strength. The fabrication tolerance for the coupling ratio is very large for all the grating structures studied.

• Proceedings of the Korea Electromagnetic Engineering Society Conference
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• 2001.11a
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• pp.343-343
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• 2001

최근 전자산업과 전파통신산업의 발달에 따라 불요전자파에 의한 전자파장해가 심각한 수 준에 이르게 되었다. 그 결과 국 . 내외 전자파환경은 나날이 악화되고 있으며, 이로 인한 사 회적 문제가 점차 증가되고 있는 실정이다. 이에 대한 대책으로 CISPR(Comite Internationale S Special des Perturbations Radioelectrique), FCC (Federal Communications Commissions) A ANSI(Amercian National Standards Institute) 둥이 주축이 되어 국제 규정이 제정되어 각종 전자기기들에 대해 방사(EMI) 및 내성(EMS)의 규제가 강화되고 있다. 그러나 국제규정이 요구하는(30 MHz - 18 GHz) 주파수 범위에서의 EMIjEMS 측정을 하기 위해 광대역(Broad-band) 전파무향실(Anechoic Chamber)이 필요하지만1 기존의 Ferrite T Tile 또는 그리드형 전파홉수체는 20 dB 이상 전파를 홉수할 수 잇는 주파수 대역이 30 M MHz - 400 MHz 또는 780 MHz에 불과하기 때문에 상기의 조건을 만족하는 전파무향실 을 구성하기에는 곤란한 실정이다. 본 논문에서는 국제 규격을 만족하는 전파무향실을 위한 광대역 전파홉수체를 개발하기 위해, 다충형으로 구성하고, 전파흡수체의 형상을 변화시켜 등가재료정수법을 사용하여 설계하고 그 특성을 평가함을 그 목적으로 하였다. 따라서 본 논문에서는 본 연구실에서 기폰에 제안한바 있는, 금속판 위에 타일형 페라이 트 충, 그 위에 원추절단형 페라이트 층과 원통형 페라이트 층을 적층시칸 형상의 전파홉수 체는 30 MHz - 6 GHz 정도까지 커버할 수 있으나, 1 GHz 부근의 주파수 대에서 16 dB 정도의 홉수능 밖에 가지지 못하였다. 이를 개선하기 위해, 금속판 위에 타일형 페라이트 층 을 형성하고 그 위에 원통형 페라이트 충, 원추절단형 페라이트 충I 원통형 페라이트 충, 타 원형 페라이트 충을 형성한 새로운 형태의 전파홉수체를 제안하였다. 본 논문에 제안한 새로운 형태의 전파흡수체의 시물레이션 결과 30 MHz - 20 GHz의 주파수 범위에서 전반적으로 25 dB이상의 전파흡수능을 가짐을 확인하였으며/ 특히 기폰에 제안한 전파홉수체와 비교하면,1GHz 부끈에서의 전파홉수능을 10 dB 이상 개선하였다. 나아가서/ 실재로 제작한 전파흡수체의 측정된 주파수특성이 시율레이션에 의한 이론치와 3 30 MHz - 6 GHz의 범위에서 잘 일치함을 확인하였다. 또한y 전파 홉수체의 전체 높이는 2 27 mm 밖에 되지 않으므로 본 연구에서 제안한 전파 홉수체를 사용할 경우 전파무향실의 유 효공간 확보에 매우 유리한 이점을 가진다

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.177-177
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• 2010

고효율 비정질 실리콘 박막 태양전지 제작을 위해서는 광파장대에서 optical confinement 능력을 최대화할 수 있는 기술이 필수적이다. 효율적인 photon trapping을 위해서는 back reflector를 사용하거나 전면전극인 투명전도성막의 표면에 요철을 형성하여 포획된 태양광의 내부 반사를 증가시키거나 전면 투명전극에서 반사를 감소시켜 태양광의 travel length를 증가시키는 방법이 일반적이며, 이를 통해 흡수층의 효율을 최대화할 수 있다. 이 중 전면전극으로 사용되는 투명전도성막은 불소가 도핑된 tin-oxide가 주로 사용되었으나, 최근 들어 Al이 도핑된 산화아연막을 이용한 비정질 실리콘 박막 태양전지 개발에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 투명전극 증착후 표면의 유효면적을 증가시키기 위해 염산 용액을 이용하여 표면 텍스쳐링을 수행한다. 그후 흡수층인 p-i-n 층을 플라즈마 화학기상증착법을 이용하여 형성하는 것이 일반적이다. 이때 표면처리 된 투명전극은 수소플라즈마에 대해 특성이 변하지 않아야 고효율 비정질 실리콘 박막 태양전지 제조에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 표면처리 된 AZO 투명전극의 수소플라즈마에 의한 특성 변화에 대해 고찰하였다. 먼저 AZO 투명전극은 스퍼터링 공정을 적용하여 $1\;{\mu}m$두께로 증착하였고, 0.5 wt%의 HCl 용액을 이용하여 습식 식각을 수행하였다. 수소플라즈마 처리 조건은 $H_2$ flow rate 30 sccm, working pressure 20 mtorr, RF power 300 W, Temp $60^{\circ}C$ 이며 3분간 진행하였다. 표면형상은 수소플라즈마 전 후에는 큰 차이를 보이지 않았으며 AZO의 grain size는 각각 220 nm, 210 nm로 관찰되었다. 투명전극의 가장 중요한 특성인 가시광선 영역에서의 투과도는 수소플라즈마 처리전에는 90 % 이상의 투과도를 보였으나, 수소플라즈마 처리 후에는 85 %로 약간 저하된 특성을 보였다. 그러나 이는 박막 태양전지용 전면전극으로 사용하기 위한 투과도인 80 % 이상을 만족하는 결과로, 비정질 박막 실리콘 태양전지 제작에 사용될 수 있다. 또 하나의 중요한 특성인 Haze factor 역시 수소플라즈마 처리 전 후 모두 10 이상의 값을 나타냈다. 하지만 고효율 실리콘 박막 태양전지에 적용하기 위해서는 Haze factor를 증가시키는 공정 개발에 대한 추가 연구가 필요하다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.142-142
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• 2010

태양광 발전산업에서 현재 주류인 결정 실리콘 태양전지의 변환효율은 꾸준히 향상되고 있으나, 태양전지의 가격이 매년 서서히 하강되고 있는 실정에서 결정질 실리콘 가격의 상승 등으로 부가가치 창출에 어려움이 있으며, 생산 원가를 낮출 수 있는 태양전지 제조기술로는 2세대 태양전지로 불리는 박막형이 현재의 대안이며, 특히 에너지 변환 효율과 생산 원가에서 장점이 있는 것이 CIGS 박막 태양전지로 판단된다. 화합물반도체 베이스인 CIGS 박막 태양전지는 연구실에서는 세계적으로 20.3% 높은 효율을 보고하고 있으며, 모듈급에서도 13% 효율로 생산이 시작되고 있다. 국내에서도 연구실 규모 뿐만 아니라 대면적(모듈급) CIGS 박막 태양전지 증착용 장비, 제조공정 등의 기술개발이 진행되고 있다. CIGS를 광흡수층으로 하는 CIGS 박막 태양전지의 구조는 여러 층의 단위박막(하부전극, 광흡수층, 버퍼층, 앞면 투명전극, 반사방지막)을 순차적으로 형성시켜 만든다. 이 중에 하부전극은 Mo 재료을 스퍼터링 방법으로 증착하여 주로 사용한다. 하부전극은 0.24 Ohm/cm2 정도의 전기적 특성이 요구되며, 주상조직으로 성장하여야 하며, 기판과의 밀착성이 좋아야하고 또한 레이저 패턴시 기판에서 잘 떨어져야 하는 특성을 동시에 가져야 한다. 그리고 CIGS 박막 내에서 Na 도핑을 어떻게 제어할 것인지도 고려해야한다. 본 연구에서는 대면적(모듈급) CIGS 박막 태양전지에서 요구되는 하부전극 Mo 박막의 특성과 기술적 이슈들에 대해서 연구결과들을 논하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.302.2-302.2
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• 2014

유기발광소자는 고휘도, 넓은 시야각, 빠른 응답속도, 높은 색재현성, 좋은 유연성의 소자 특성 때문에 디스플레이 제품에 많이 응용되고 연구가 활발하게 진행되고 있다. 최근에 저소비전력, 고휘도, 소형화 및 장수명의 장점을 가진 유기발광소자의 상용화가 진행되면서 차세대 디스플레이소자로서 관심을 끌게 되었다. 최근에는 고효율의 장점을 가지는 무기 형광체와 양자점을 이용한 백색 유기발광 소자에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으나 색 안정성이 좋지 않은 문제점이 있다. 본 연구에서는 적색 빛을 방출하는 CdSe/ZnS 양자점과 녹색 빛을 방출하는 YAG:Ce3+ 무기 형광체를 포함하는 polymethylmethacrylate (PMMA)를 색변환층으로 이용하여 청색 유기발광소자에 결합한 백색 유기발광소자를 제작하였다. CdSe/ZnS 양자점과 YAG:Ce3+ 무기 형광체의 광흡수대역은 250 nm에서 500 nm이므로 470 nm의 청색 발광소자의 청색 빛을 흡수하여 색변환층에서 재 발광할 때 색 변환 결과를 무기 형광체와 양자점의 여러 가지 혼합 비율에 따라 전계발광 스펙트럼을 통해 관측하였다. 또한, 전압을 12 V 에서 16 V까지 변화하였을 때 색좌표가 (0.32, 0.34)에서 (0.30, 0.33)으로 적은 변화를 보여 높은 색안정성을 확인 할 수 있었다. 이 연구 결과는 양자점과 무기 형광체를 혼합한 색변환층을 이용한 백색 유기발광소자의 색 변환 효율 증가와 색안정성에 대한 기초자료로 활용할 수 있다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.35.2-35.2
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• 2010

최근 $Cu(In,Ga)Se_2$(CIGS)와 같은 박막 태양전지에 대한 연구가 많은 관심을 끌고 있다. CIGS 태양전지의 광투과층으로 사용되고 있는 II-VI족 화합물 반도체인 CdS는 상온에서의 에너지 밴드 갭(band gap)이 2.42eV 정도로서, 가시광영역의 많은 빛을 투과시키고, 적절한 제작 조건하에서 비교적 낮은 비저항을 나타내기 때문에 널리 사용되고 있다. 하지만 CIGS 태양전지 연구는 주로 CIGS 흡수층 제조공정에 편중되어 있으며, CdS 버퍼층 공정조건에 대한 체계적인 연구가 부족하다고 판단된다. 습식공정인 Chemical Bath Deposition (CBD)에 의해 주로 제조되는 CdS는 단순한 제조공정에도 불구하고 CIGS 태양전지의 성능에 지대한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 특히, CdS합성반응이 개시되기 전까지의 용액잔류시간 (dip time)은 CIGS내로의 Cd이온 농도를 결정하는 중요한 공정변수로 판단된다. CIGS 표면에 Cd이 도핑될 경우, CIGS는 n형 전도성을 갖는 얇은 층을 갖게 되어 전체적으로 n-CIGS/p-CIGS의 동종 접합을 형성하는 장점을 부여할 것으로 기대된다. 따라서 본 논문에서는 dip time을 주요변수로 하여 CIGS 태양전지의 성능에 미치는 영향을 주로 고찰하였다. Cd의 확산 정도는 secondary ion mass spectroscopy (SIMS)를 이용하여 정량화하였으며, 제조된 CIGS 태양전지의 전류-전압 특성과 상관성을 제시하고자 한다.