• 제목/요약/키워드: Cell Capacitance

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A Study of the Relationship Analysis of Power Conversion and Changed Capacitance in the Depletion Region of Silicon Solar Cell

  • Kim, Do-Kyeong;Oh, Yeong-Jun;Kim, Sang-Hyun;Hong, Kyeong-Jin;Jung, Haeng-Yeon;Kim, Hoy-Jin;Jeon, Myeong-Seok
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제14권4호
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    • pp.177-181
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    • 2013
  • In this paper, silicon solar cells are analyzed regarding power conversion efficiency by changed capacitance in the depletion region. For the capacitance control in the depletion region of silicon solar cell was applied for 10, 20, 40, 80, 160 and 320 Hz frequency band character and alternating current(AC) voltage with square wave of 0.2~1.4 V. Academically, symmetry formation of positive and negative change of the p-n junction is similar to the physical effect of capacitance. According to the experiment result, because input of square wave with alternating current(AC) voltage could be observed to changed capacitance effect by indirectly method through non-linear power conversion (Voltage-Current) output. In addition, when input alternating current(AC) voltage in the silicon solar cell, changed capacitance of depletion region with the forward bias condition and reverse bias condition gave a direct effect to the charge mobility.

Application of Generalized Transmission Line Models to Mixed Ionic-Electronic Transport Phenomena

  • Ahn, Pyung-An;Shin, Eui-Chol;Kim, Gye-Rok;Lee, Jong-Sook
    • 한국세라믹학회지
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    • 제48권6호
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    • pp.549-558
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    • 2011
  • Application of a generalized equivalent circuit including the electrode condition for the Hebb-Wagner polarization in the frequency domain proposed by Jamnik and Maier can provide a consistent set of material parameters, such as the geometric capacitance, partial conductivities, chemical capacitance or diffusivity, as well as electrode characteristics. Generalization of the shunt capacitors for the chemical capacitance by the constant phase elements (CPEs) was applied to a model mixed conducting system, $Ag_2S$, with electron-blocking AgI electrodes and ion-blocking Pt electrodes. While little difference resulted for the electron-blocking cell with almost ideal Warburg behavior, severely non-ideal behavior in the case of Pt electrodes not only necessitates a generalized transmission line model with shunt CPEs but also requires modelling of the leakage in the cell approximately proportional to the cell conductance, which then leads to partial conductivity values consistent with the electron-blocking case. Chemical capacitance was found to be closer to the true material property in the electron-blocking cell while excessively high chemical capacitance without expected silver activity dependence resulted in the electron-blocking cell. A chemical storage effect at internal boundaries is suggested to explain the anomalies in the respective blocking configurations.

폴리피롤 첨가에 의한 supercapacitor용 저 임피던스 전극 (Electrode of Low Impedance by Polypyrrole Addition for Supercapacitor)

  • 김경민;장인영;강안수
    • 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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    • 대한안전경영과학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.343-350
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    • 2003
  • The best Ppy weight ratio was 7 wt% and the optimal electrode composition ratio was 78 : 17 : 5 wt.% of (MSP-20 : BP-20 =1 : 1), (Super P : Ppy =10 : 7) and P(VdF-co-HFP). Implantation of Ppy as the conducting agents have led to superior electrochemical characteristics because of the low of internal resistance and faradaic capacitance. The result of unit cell with Ppy 7 wt% were as follows: 28.02 Fig of specific capacitance, 1.34 Ω of DC-ESR and 0.36 Ω of AC-ESR. Unit cell showed a good stability up to 200 charge-discharge cycles, retaining 82% of their original capacity at 200 cycles. From the analysis of impedance, the electrodes with Ppy 7 wt% showed low ESR, low charge transfer resistance and quick reaction rate. It was inferred that quick charge-discharge was possible. As compared with the specific capacitance (rectangular shape) of CV, it was also concluded that the specific capacitance originated from thecompound phenomena of the faradaic capacitance by oxidation and reduction of Ppy and the non-faradaic capacitance by adsorption-desorption of activated carbon.

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Hemispherical Grain Silicon에 의한 정전용량 확보 및 공정조건 특성에 관한 연구 (A Study on Capacitance Enhancement by Hemispherical Grain Silicon and Process Condition Properties)

  • 정양희;정재영;이승희;강성준;이보희;유일현;최남섭
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제4권4호
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    • pp.809-815
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    • 2000
  • The box capacitor structure with HSG-Si described here reliably achieves a cell capacitance of 28fF with a cell area of a $0.4820\mum^2$ for 128Mbit DRAM. An HSG-Si formation technology with seeding method, which employs Si2H6 molecule irradiation and annealing, was applied for realizing 64Mbit and larger DRAMS. By using this technique, grain size controlled HSG-Si can be fabricated on in-situ phosphorous doped amorphous silicon electrodes. The HSG-Si fabrication technology achieves twice the storage capacitance with high reliability for the stacked capacitors.The box capacitor structure with HSG-Si described here reliably achieves a cell capacitance of 28fF with a cell area of a $0.4820\mum^2$ for 128Mbit DRAM. An HSG-Si formation technology with seeding method, which employs Si2H6 molecule irradiation and annealing, was applied for realizing 64Mbit and larger DRAMS. By using this technique, grain size controlled HSG-Si can be fabricated on in-situ phosphorous doped amorphous silicon electrodes. The HSG-Si fabrication technology achieves twice the storage capacitance with high reliability for the stacked capacitors.

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DRAM 셀 구조의 셀 캐패시턴스 및 기생 캐패시턴스 추출 연구 (A Study on the Extraction of Cell Capacitance and Parasitic Capacitance for DRAM Cell Structures)

  • 윤석인;권오섭;원태영
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제37권7호
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    • pp.7-16
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    • 2000
  • 본 논문에서는 DRAM 셀 내의 셀 캐패시턴스 및 기생 캐패시턴스를 수치 해석적으로 계한하여 추출하는 방법과 그 적용 예를 보고한다. 셀 캐패시턴스 및 기생 캐패시턴스를 계산하기 위하여 유한요소법을 적용하였다. 시뮬레이션의 구조를 정의하기 우하여, 마스크 레이아웃 데이터 및 공정 레시피를 이용한 토포그래피 시뮬레이션을 수행하고, 토포그래피 시뮬레이션을 통해 DRAM 셀 구조를 생성하기 위해 필요한 데이터를 얻었다. 이를 기반으로 하여, 마스크 데이터 기반의 3차원 솔리드 모델링 방법을 적용하여 시뮬레이션 구조를 생성하였다. 시뮬레이션에 사용된 구조는 $2.25{\times}175{\times}3.45{\mu}m^3$ 크기이며, 4개의 셀 캐패시터를 갖는다. 또한 70,078개의 노드와 395,064개의 사면체로 구성되었다. 시뮬레이션을 위해 ULTRA SPARC 10 웨크스테이션에서 약 25분의 CPU 시간을 소요하였으며, 약 201메가바이트의 메모리를 사용하였다. 시뮬레이션을 통하여 계산된 셀 캐패시턴스는 셀당 24fF이며, DRAM 셀 내에서 가장 주요한 기생 캐패시턴스 성분을 규명하였다.

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세포외 분비시 막 캐패시턴스를 측정하기 위한 위상감지법(phase detector technique)의 이론적 분석. (Theoretical Analysis of Phase Detector Technique for the Measurement of Cell Membrane Capacitance During Exocytosis)

  • Cha, Eun-Jong;Goo, Yong-Sook;Lee, Tae-Soo
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제3권2호
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    • pp.43-57
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    • 1992
  • 위상감지법(phase detector technique)은 세포의 막 캐패시턴스(membrane capacitance)를 실시간적으로 측정할 수 있는 유일한 방법이나 측정이 행해지는 동안 세포의 상태가 끊임없이 변화하기 때문에 피할 수 없는 측정오차가 존재한다. 본 연구는 이 오차의 근원을 분석하여 위상감지법의 실용한계를 규정하고자 하였다. 이론적 분석에 기초하여 다음과 같은 사실을 밝힐 수 있었다. 1) access conductance와 membrane conductance의 변화에 기인하는 측정오차를 줄이기 위해서는 초기 위상치를 올바로 선택하여야 한다. 2) 이 때 세포를 여기시키기 위해 인가하는 전압의 주파수를 알맞게 선택하여야 한다. 3) 그러나 초기 위상치가 정해진 이후의 위상 변화는 막 캐패시턴스의 측정에 큰 영향을 미치지 않는다. 4) 초기 위상을 적절히 선택하였다 하더라도 세포외 분비시 막 캐패시턴스가 크게 증가하는 경우에는 비례상수에 오차가 발생한다. 이 때 발생하는 오차는 측정기간 동안 비례상수를 되풀이하여(iteration) 보정함으로써 방지할 수 있다. 이상의 결과는 향후 위상감지법을 사용할 때 유용한 설용한계를 제공하리라 생각된다.

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Linear Correlation between Online Capacitance and Offline Biomass Measurement up to High Cell Densities in Escherichia coli Fermentations in a Pilot-Scale Pressurized Bioreactor

  • Knabben, Ingo;Regestein, Lars;Schauf, Julia;Steinbusch, Sven;Buchs, Jochen
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제21권2호
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    • pp.204-211
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    • 2011
  • To yield high concentrations of protein expressed by genetically modified Escherichia coli, it is important that the bacterial strains are cultivated to high cell density in industrial bioprocesses. Since the expressed target protein is mostly accumulated inside the E. coli cells, the cellular product formation can be directly correlated to the bacterial biomass concentration. The typical way to determine this concentration is to sample offline. Such manual sampling, however, wastes time and is not efficient for acquiring direct feedback to control a fedbatch fermentation. An E. coli K12-derived strain was cultivated to high cell density in a pressurized stirred bioreactor on a pilot scale, by detecting biomass concentration online using a capacitance probe. This E. coli strain was grown in pure minimal medium using two carbon sources (glucose and glycerol). By applying exponential feeding profiles corresponding to a constant specific growth rate, the E. coli culture grew under carbon-limited conditions to minimize overflow metabolites. A high linearity was found between capacitance and biomass concentration, whereby up to 85 g/L dry cell weight was measured. To validate the viability of the culture, the oxygen transfer rate (OTR) was determined online, yielding maximum values of 0.69 mol/l/h and 0.98mol/l/h by using glucose and glycerol as carbon sources, respectively. Consequently, online monitoring of biomass using a capacitance probe provides direct and fast information about the viable E. coli biomass generated under aerobic fermentation conditions at elevated headspace pressures.

임피던스 복소캐패시턴스 분석법의 이론 및 응용 (Complex Capacitance Analysis of Impedance Data and its Applications)

  • 장종현;오승모
    • 전기화학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.223-234
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    • 2010
  • 본 총설에서는 캐패시터적인 특성을 가지는 다공성 전극의 전기화학특성 분석에 활용되는 임피던스의 복소캐패시턴스 분석법(complex capacitance analysis)의 이론 및 응용에 대해 정리하였다. 이론적으로 캐패시터적인 특성을 갖는 전기화학시스템에 대해 캐패시턴스허수부 도시를 활용하면 효과적인 해석이 가능함이 제시되었다. 또한, 복소캐패시턴스 분석법은 다공성 탄소 재료/전극의 EDLC 특성, 미세기공 내부의 이온전도 특성, 고분자전해질연료전지의 촉매층 이온저항 등의 분석에 효과적으로 적용될 수 있음이 검증되었다.

정전용량 수분센서의 배지 함수량 정량화 (Quantification of Rockwool Substrate Water Content using a Capacitive Water Sensor)

  • 백정현;박주성;이호진;안진희;최은영
    • 생물환경조절학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.27-36
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    • 2021
  • 정전용량 수분측정 센서는 수경용 배지 양쪽에 구리 및 테플론으로 절연된 전극판(30cm×10cm)을 부착하여 배지의 넓은 부분에 걸쳐 측정하도록 개발되었다. 본 연구는 콘덴서형 정전용량 센서로부터 출력되는 정전용량 값을 배지 함수량으로 변환하는 것이다. 정량화 실험은 양액을 공급하면서 배지 물무게와 정전용량 변화를 측정하고 그 값을 비교하는 방식으로 수행되었다. 배지 함수량과 정전용량은 본 연구를 위해 특별히 개발된 소프트웨어와 함께 센서와 로드셀을 사용하여 20~30초마다 측정되었다. 상용 curve-fitting 프로그램을 이용하여 배지 함수량과 정전용량을 변수로 정전용량 값으로 배지 함수량을 추정하였다. 공급하는 물의 양이 증가하면 정전용량도 증가하는 경향을 보였다. 배지 내 물무게에 따른 정전용량에 대한 변동계수(coefficient of variation, cv)는 배지 내 물무게가 1.0kg 수준에서 다른 무게에 비해 높아 함수량 보정은 물무게를 1.7~6.0kg 수준에서 수행하였다. 정전용량과 물무게 사이의 상관 계수는 0.996이었고 보정식에 의해 정전용량으로 추정된 함수량은 로드셀로 측정한 배지 함수량과 비교하였다.