• 제목/요약/키워드: Ca doping

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Li:Al cathode layer and its influence on interfacial energy level and efficiency in polymer-based photovoltaics

  • 박순미;전지혜;박오옥;김정원
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.72-72
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    • 2010
  • Recent development of organic solar cell approaches the level of 8% power conversion efficiency by the introduction of new materials, improved material engineering, and more sophisticated device structures. As for interface engineering, various interlayer materials such as LiF, CaO, NaF, and KF have been utilized between Al electrode and active layer. Those materials lower the work function of cathode and interface barrier, protect the active layer, enhance charge collection efficiency, and induce active layer doping. However, the addition of another step of thin layer deposition could be a little complicated. Thus, on a typical solar cell structure of Al/P3HT:PCBM/PEDOT:PSS/ITO glass, we used Li:Al alloy electrode instead of Al to render a simple process. J-V measurement under dark and light illumination on the polymer solar cell using Li:Al cathode shows the improvement in electric properties such as decrease in leakage current and series resistance, and increase in circuit current density. This effective charge collection and electron transport correspond to lowered energy barrier for electron transport at the interface, which is measured by ultraviolet photoelectron spectroscopy. Indeed, through the measurement of secondary ion mass spectroscopy, the Li atoms turn out to be located mainly at the interface between polymer and Al metal. In addition, the chemical reaction between polymer and metal electrodes are measured by X-ray photoelectron spectroscopy.

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전자 디바이스용 다이아몬드 박막의 제조 및 결정성장 특성 (Preparation of Diamond Thin film for Electric Device and Crystalline Growth)

  • 김규식;박수길;손원근
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1720-1723
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    • 2000
  • Boron doped conducting diamond thin film were grown on Si substrate by microwave plasma chemical vapor deposition from a gaseous feed of hydrogen, acetone/methanol and solid boron. The doping level of boron was controlled from 0ppm to $10^4$ppm (B/C). The Si substrate was tilted ca. 10$^{\circ}$ to make Si substrate have different height and temperature. Experimental results show that same condition but different temperature of Si substrate by height made different crystalline of diamond thin film. There were appeared 3$\sim$4 step of different crystalline morphology of diamond. To characterize the boron-doped diamond thin film, Raman spectroscopy was used for identification of crystallinity. To survey surface morphology, microscope was used. Grain size was changed gradually by different temperature due to different height. The Raman spectrum of film exhibited a sharp peak at 1334$cm^{-1}$, which is characteristic of crystalline diamond. The lower position of diamond film position, the more non-diamond component peak appeared near 1550$cm^{-1}$.

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Grain Growth Behavior of (K0.5Na0.5)NbO3 Ceramics Doped with Alkaline Earth Metal Ions

  • Il-Ryeol Yoo;Seong-Hui Choi;Kyung-Hoon Cho
    • 한국재료학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.135-141
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    • 2023
  • The volatilization of alkali ions in (K,Na)NbO3 (KNN) ceramics was inhibited by doping them with alkaline earth metal ions. In addition, the grain growth behavior changed significantly as the sintering duration (ts) increased. At 1,100 ℃, the volatilization of alkali ions in KNN ceramics was more suppressed when doped with alkaline earth metal ions with smaller ionic size. A Ca2+-doped KNN specimen with the least alkali ion volatilization exhibited a microstructure in which grain growth was completely suppressed, even under long-term sintering for ts = 30 h. The grain growth in Sr2+-doped and Ba2+-doped KNN specimens was suppressed until ts = 10 h. However, at ts = 30 h, a heterogeneous microstructure with abnormal grains and small-sized matrix grains was observed. The size and number of abnormal grains and size distribution of matrix grains were considerably different between the Sr2+-doped and Ba2+-doped specimens. This microstructural diversity in KNN ceramics could be explained in terms of the crystal growth driving force required for two-dimensional nucleation, which was directly related to the number of vacancies in the material.

AC 임피던스 분석법을 이용한 K+ 이온선택성 PVC막 전극 특성 (Electrode Characteristics of K+ Ion-Selective PVC Membrane Electrodes with AC Impedance Spectrum)

  • 김용렬;안형환;강안수
    • 공업화학
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    • 제9권6호
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    • pp.870-877
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    • 1998
  • 본 연구에서는 임피던스 스펙트럼 분석법을 사용하여 중성운반체로 dibenzo-18-crown-6 (D18Cr6)와 valinomycin (Val)을 이용하여 $K^+$이온선택성 PVC막 전극의 막과 용액계면에서의 임피던스 특성을 검토하였다. PVC막에 대한 운반체의 종류와 함량, 가소제, 막두께, 기본전해질의 혼입(doping)여부 및 이온의 농도변화 등을 교류임피던스 분석법을 이용하여 측정하였고, 그 결과를 전극특성과 비교 검토하고 PVC막 전극에서의 전달특성을 규명하였다. 교류 임피던스의 특성을 측정하여 중성운반체로 D18Cr6와 Val을 포함하고 있는 PVC막 전극의 등가회로는 막의 벌크저항과 전기이중층 용량을 포함하는 기하학적용량을 병렬로 하고, 용액저항과 직렬로 구성되는 임피던스의 등가회로임을 확인할 수 있었다. 그러나 저농도 및 저주파수 영역에서 약간의 전하전이저항과 Warburg저항이 나타나 중첩되는 것을 알 수 있었다. $K^+$이온선택성 전극에서 운반체로서 D18Cr6가 Val중 D18Cr6가 기존의 Val보다 전극특성 및 임피던스 특성이 좋았으며 특히 D18Cr6에 기본전해질로 potassium tetraphenylborate (TPB)를 첨가한 경우 이상적인 전극을 제조할 수 있었다. 운반체의 최적 함량은 D18Cr6와 Val의 경우 3.23wt%부근이었고, 가소제는 DBP가 가장 적절하였다. 막두께가 얇아질수록 임피던스 특성이 좋아졌으나, 막두께가 최적 막두께 이하로 얇아지면 전극특성이 나빠짐을 알 수 있었다. D18Cr6의 경우 $K^+$이온에 대한 혼합용액법에 의한 선택계수 서열은 다음과 같았다. $NH_4{^+}>Ca^{2+}>Mg^{2+}>Na^+$.

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중간온도형 고체산화물 연료전지의 양극재료로서 $Gd_{0.8}Ca_{0.2}Co_{1-x}Fe_xO_3$의 전기화학특성 (Electrochemical properties of $Gd_{0.8}Ca_{0.2}Co_{1-x}Fe_xO_3$ cathodes for medium-temperature SOFC)

  • 류지헌;장종현;이희영;오승모
    • 전기화학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.1-7
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    • 1998
  • 중간온도$(700\~800^{\circ}C)$형 고체산화물 연료전지(solid oxide filet cells)의 양극재료로 이용을 목표로 $Gd_{0.8}Ca_{0.2}Co_{1-x}Fe_xO_3,\;(x=0.0\~0.5)$ 분말을 합성하고 이의 열적 안정성, 전도특성을 조사하였다. 또한 이를 CGO(Cerium-Gadolinium Oxide) 전해질 디스크에 부착하여 양극특성을 조사하였다. 양극재료를 구연산 법에 의하여 $800^{\circ}C$에서 하소하여 분말을 합성하였을 때, Fe의 함량에 상관없이 모두 페롭스카이트 단일상을 얻을 수 있었다. 합성분말의 열적 안정성을 측정하였는데, Fe의 함량이 적을수록 열적 안정성이 열악하여 x=0.0인 시료는 $1300^{\circ}C$에서 분해되었다 그러나 Fe이 치환된 재료의 경우에는 $1400^{\circ}C$까지 분해현상은 없었으나 $1300^{\circ}C$ 근처에서 용응되는 현상이 관찰되어 양극층의 접착온도를 $1300^{\circ}C$ 이하로 설정해야 함을 알았다. $Gd_{0.8}Ca_{0.2}Co_{1-x}Fe_xO_3,\;(x=0.0\~0.5)$로 반쪽전지를 제작하여 $800^{\circ}C$ 공기중에서 전지를 가동하며 양극의 산소환원 반응에 대한 활성을 조사한 결과 조성에 상관없이 $La_{0.9}Sr_{0.1}MnO_3$보다 우수한 활성을 가졌고, $x=0.0\~0.5$인 전극중에서는 x=0.2일 때 가장 좋은 양극특성을 보였다. 이와 같이 x=0.2인 경우에 가장 우수한 활성을 갖는 이유를, Fe의 함량이 많은 경우는 열적 안정성이 우수하나산소환원 반응에 대한 활성은 감소하므로 x=0.2에서 열적 안정성과 활성 사이에 최적의 trade-off가 나타남으로 설명하였다. x=0.2인 시료의 전기 전도도를 직류 4단자법에 의하여 측정하였을 때 $800^{\circ}C$에서 51 S/cm의 값을 나타내었고, 교류 2단자법으로 측정한 이온 전도도는$800^{\circ}C$에서 $6.0\times10^{-4}S/cm$의 값을 나타내었다. 즉 이 물질은 혼합 전도체로서 전극의 전 표면이 반응의 활성점으로 작용할 가능성이 있고, 이로부터 이들이 $La_{0.9}Sr_{0.1}MnO_3$보다 우수한 양극활성을 갖는 이유를 설명할 수 있었다.

오미자의 이화학적 특성 및 항산화 활성 (Physicochemical Properties and Antioxidative Activities of Omija(Schizandra chinensis Bailon))

  • 김좌숙;최선영
    • 한국식품영양학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.35-42
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    • 2008
  • To develop physiological functionality of Omija extracted with water was evaluated on antioxidative activity. Omija, high acid material with pH 3.6, contain $57.5{\pm}1.03%$ of moisture, and $18.8{\pm}0.12%$ of crude fat. This material have $12.6{\pm}0.04%$ of carbohydrate and $11.1{\pm}0.07%$ of crude protein as well, but ash and crude protein contents were found less than 10%. 10 mineral contents were also found, too; K and Ca showed the highest level, then Al, Mg, Na and Mn were followed. In composition amino acid contents, glutamic acid took the largest portion, $131.7{\pm}1.3$ mg/100 g, aspartic acid $51.5{\pm}0.6%$, and other composition amino acid under 50%. In case of free sugar contents, 7 types were found. Most of them were glucose and fructose. Total phenolic compounds showed the highest level, $2,862.6{\pm}31.7$ mg/100 g. $197.8{\pm}14.6$ mg/100 g of flavonoid and $225.6{\pm}18.2$ mg/100 g were included. In terms of electron donating ability, radical scavenging ability activated as the amount of Omija extract increased. In particular, Omija extract in 1,000 ${\mu}g/m{\ell}$ demonstrated almost similar electron donating ability, $72.4{\pm}0.21%$, to BHT. It was also found that antioxidant activities of electron donating ability, SOD-like ability, hydroxyl radical scavenging ability and nitrite scavenging ability were highly promoted as Omija extract concentration increased. The nitrite scavenging ability was significant when the extract belonged to strong acid region and doping concentrations increased.

소량의 $SiO_2$가 첨가된 Calcium Aluminate 유리의 특성 및 구조 (Characteristics and Structural Evolution of Low-Silica Calcium Aluminate Glasses)

  • 심성헌;허종;김유성
    • 한국세라믹학회지
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    • 제31권7호
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    • pp.695-702
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    • 1994
  • Current study was undertaken to explain the structural evolution and corresponding changes in the properties of calcium aluminate glasses with the variation of SiO2 doping concentration. Calcium aluminate glasses in the compositional ranges of (100-x)(0.6CaO+0.4Al2O3)+xSiO2(where x=0~60) were fabricated. DTA analysis confirmed an anomalous behavior in glass transition temperature (Tg) with the maximum of 887$^{\circ}C$ and minimum of 859$^{\circ}C$ when x=5 and 50, respectively. densities and refractive indices monotonically decreased with increasing SiO2 content and IR transmitting cutoff shifted to shorter wavelength side when the amount of added SiO2 exceeded 5 mole%. IR fundamental vibration absorption peaks showed the change that NBOs were inclined to SiO4 tetrahedron in the low-silica region and NBO per SiO4 tetrahedra changed from 2 to 0 with increasing silica content. Based on the analysis of IR fundamental vibration absorption peaks, the model of the structural change can be proposed in three step: 1) SiO4 scavenged the NBOs located at AlO4-tetrahedra, which resulted in the increased of Tg values, 2) NBOs located in the main network again with a decrease in Tg, and 3) dominated by the decrease in the relative amount of NBOs in the glass system, where Tg re-increased.

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실험계획법을 적용한 X7R 적층 칩 커패시터의 희토류(Y2O3, Er2O3) 첨가에 따른 전기적 특성 (The Electrical Properties of Mutilayer Chip Capacitor with X7R by Addition of Rare-Earth Ions (Y2O3, Er2O3) using Design of Experiments)

  • 윤중락;문환;이헌용
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.216-221
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    • 2010
  • Employing statistical design of experiments, the difference in doping behaviors of rare-earth ions and their effects on the dielectric property and microstructure of $BaTiO_3$-MgO-$MnO_2$-($Ba_{0.4}Ca_{0.6}$) $SiO_3-Re_2O_3$ (Re = $Y_2O_3$, $Er_2O_3$) system were investigated. Through the statistical analysis we have found that the amount of $Re_2O_3$ are significantly affecting on the dielectric properties. The $Re_2O_3$ improved the dielectric constant, dielectric loss and R*C constant, so the appropriate contents of $Y_2O_3$ and $Er_2O_3$ were 0.8 ~ 1.2 mol% and 0.8 ~ 1.3 mol%, respectively. The MLCC(mutilayer chip capacitor) with $2.0{\times}1.2{\times}1.2mm$ size and 475 nF was also suited for X7R with the above composition. It showed that the dielectric constant and RC constant were 2,839 and 3,675 ${\Omega}F$, respectively in the sintering condition at $1250^{\circ}C$ in $Po_2$ $10^{-7}$ Mpa.

정제 규조토로 합성한 탄화규소의 열전특성 (Thermoelectric properties of SiC prepared by refined diatomite)

  • 배철훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.596-601
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    • 2020
  • SiC는 큰 밴드 갭 에너지를 갖고, 불순물 도핑에 의해 p형 및 n형 전도의 제어가 용이해서 고온용 전자부품소재로 활용이 가능한 재료이다. 따라서 국내 부존 규조토의 고부가가치 활용을 위해 정제 규조토로부터 합성한 β-SiC 분말의 열전물성에 대해 조사하였다. 정제한 규조토 중의 SiO2 성분을 카본블랙으로 환원 탄화 반응시켜 β-SiC 분말을 합성하고, 잔존하는 불순물(Fe, Ca 등)을 제거하기 위해서 산처리 공정을 행하였다. 분말의 성형체를 질소 분위기 2000℃에서 1~5시간 소결시켜 n형 SiC 반도체를 제작하였다. 소결시간이 길어짐에 따라 캐리어 농도의 증가 및 입자간의 연결성 향상에 의해 도전율이 향상되었다. 합성 및 산처리한 β-SiC 분말에 내재하는 억셉터형 불순물(Al 등)로 인한 캐리어 보상효과가 도전율 향상에 저해하는 요인으로 나타났다. 소결시간이 증가함에 따라 입자 및 결정 성장과 함께 적층 결함 밀도의 감소에 의해 Seebeck 계수의 절대값이 증가하였다. 본 연구에서의 열전 변환 효율을 반영하는 power factor는 상용 고순도 β-SiC 분말로 제작한 다공질 SiC 반도체에 비해 다소 작게 나타났지만, 산처리 공정을 정밀하게 제어하면 열전물성은 보다 향상될 것으로 판단된다.

Crystalline Growth Properties of Diamond Thin Film Prepared by MPCVD

  • Park Soo-Gil;Kim Gyu-Sik;Einaga Yasuaki;Fujishima Akira
    • 전기화학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.200-203
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    • 2000
  • Microwave plasma chemical vapor deposition을 이용하여 붕소가 도핑된 전도성 다이아몬드 박막을 제조하였다. 탄소원으로는 아세톤과 메탄올을 사용하였으며, 붕소원으로는 $B_2O_3$를 사용하고, 운반가스로는 수소를 사용하였다. 이때 붕소의 도핑농도는 약 $10^2ppm\;(B/C)$이였다. Si 기질 각 부분의 온도와 플라즈마에서의 거리를 다르게 하기 위해서 Si 기질을 배치함에 있어 약$10^{\circ}$를 기울여 다이아몬드 박막을 성장시켰다. 실험결과 모두 동일한 조건 이였으나 같은 Si 기질 위에 높이에 따른 온도구배가 형성되었으며, 그에 따라 다이아몬드의 결정 또한 각기 달랐다. 다이아몬드 박막에 나타난 결정형태의 분포는 약 $3\~4$부분으로 나뉘어 있었다 제조된 다이아몬드 박막의 특성을 확인하기 위해 Raman spectrum을 이용해 다이아몬드의 결정성을 확인하였고, 표면의 형태를 관찰하기 위해 현미경을 사용하였다. 입자의 크기는 각기 다른 Si기질의 높이에 의한 온도구배로 인하여, 기질의 높이에 따라 서서히 달라졌다. 다이아몬드 박막의 Raman spectrum측정결과 $1334cm^{-1}$에서 강한 peak가 발견되었으며, 이것은 결정성 다이아몬드의 일반적인 특성 이였다. Si 기질 중 낮은 곳에 위치한 부분의 Raman spectrum은 비다이아몬드의 peak인 $1550cm^{-1}$ 부근에서 넓게 peak가 상승된 것이 관찰되었다.