• Korean Chemical Engineering Research
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• v.61 no.1
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• pp.52-57
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• 2023

This study is a basic research for the development of high performance flexible electrode material. To enhance its electrochemical property, CuO nanoparticles (CuO NPs) were introduced and dispersed on surface of CNT fiber through electrochemical deposition method. The CNT fiber/CuO NPs electrode was fabricated and applied to electrochemical non-enzymatic glucose sensor. Surface morphology and elemental composition of the CNT fiber/CuO NPs electrode was characterized by scanning electron microscope (SEM) with energy dispersive X-ray spectrometry (EDS). And its electrochemical characteristics were investigated by cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy and chronoamperometry. The CNT fiber/CuO NPs electrode exhibited the good sensing performance for glucose detection such as high sensitivity, wide linear range, low detection limit and good selectivity due to synergetic effect of CNT fiber and CuO NPs. Based on the unique property of CNT fiber, CuO NPs were provide large surface area, enhanced electrocatalytic activity, efficient electron transport property. Therefore, it is expected to develop high performance flexible electrode materials using various nanomaterials.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.101-104
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• 2007

700 $^{\circ}C$이상의 온도에서 실시되는 고온수전해는 다가오는 수소경제시대의 주요한 수소제조기 술로 주목되고 있다. 이 연구에서는 Ni보다 전기전도도가 우수하고 가격이 저렴한 Cu를 사용하여 고온수 전해 수소극용 Cu/YSZ 복합체를 기계적합금법에 의해 제조하여 미세구조를 관찰하였고 Cu/YSZ를 수소전극으로 한 반전지를 제조하여 수조제조 실험을 실시하였다. Cu/YSZ 복합체는 Cu와 YSZ를 6:4(vol%)의 조성비로 유성밀을 사용하여 400 rpm으로 24시간 동안 실시하여 제조하였다. 고에너지 볼밀 후 500 nm이하의 나노크기의 복합체가 제조되었으며 Cu입자에 YSZ가 고르게 분포되어 있었다. 수은압입법으로 측정한 기공률은 70%이고 기공크기는 평균 0.5 ${\mu}m$으로 미세한 기공으로 이루어져 있었다. 제조된 Cu/YSZ 복합체를 수소전극으로 한 반전지를 제조하여 수소제조 실험을 실시한 결과 Ni/YSZ 전극보다 수소제조 성능이 우수한 것으로 나타났다. Cu의 높은 열팽창계수와 낮은 녹는점을 보완하면 우수한 고온수전해용 전극재료로 사용될 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.275.2-275.2
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• 2016

본 연구에서는 pilot급 대면적 roll-to-roll 스퍼터를 이용하여 상온에서 제작한 ITO/Cu/ITO 다층 투명 전극의 유연 투명 히터 적용 가능성과 투명 전극의 면저항이 히터의 input 전압에 미치는 영향을 연구하였다. 상부/하부 ITO 두께를 35 nm로 고정하고 Cu interlayer의 두께를 변수(4 nm~ 12 nm)로 하여 제작한 ITO/Cu/ITO 다층 투명 전극의 전기적, 광학적, 구조적, 표면 특성을 분석하고 삽입된 Cu의 역할을 연구하였다. Cu 두께의 증가에 따라 면저항은 25.4 Ohm/square에서 5.80 Ohm/square로 급격히 감소하나 투과도 역시 75.51%에서 62.62%로 감소하였다. 유연 투명 히터에 적용하기 위해 최적화된 ITO/Cu/ITO 다층 박막의 유연성을 다양한 밴딩 테스트를 통해 분석하였으며, 10,000번의 반복 굽힘 시험에도 저항의 변화가 없음을 관찰 할 수 있었다. 이러한 저저항, 고투과, 고유연 ITO/Cu/ITO 다층 투명 전극을 이용하여 유연 투명 히터를 제작하였으며, Cu interlayer의 두께에 따른 유연 투명 히터의 발열 특성을 평가하였다. 유연 투명 히터의 온도를 100도에 이르게 하기 위한 Saturation input voltage는 투명 전극의 면저항에 가장 크게 영향을 받았고, 면저항이 낮아질수록 더 낮은 saturation input voltage에서 100도에 도달함을 알 수 있었다. Cu interlayer의 두께가 12 nm 일 때에는 6V의 input voltage로도 유연 투명 히터의 온도가 100도에 도달함 알 수 있었다. 이를 통해 roll-to-roll 스퍼터로 제작된 대면적 ITO/Cu/ITO 다층 투명 전극이 차세대 유연 투명 히터용 투명 전극으로 적용 가능성이 매우 높음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.313.1-313.1
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• 2013

현재 결정질 실리콘 태양전지의 전 후면 전극의 형성은 스크린 프린팅 방법이 주를 이루고 있다. 스크린 프린팅 방법은 쉽고 빠르게 인쇄가 가능한 반면 단가가 높고 금속 페이스트에 첨가된 여러 혼합물에 의해서 전극과 기판 사이의 저항이 크다는 단점이 있다. 본 논문에서는 스크린 프린팅 방법으로 태양전지의 seed layer를 인쇄하고, Cu도금을 진행함으로써 태양전지의 전기적 특성을 비교하였다. 주요 전극 형성을 Cu 도금을 사용함으로써 전극과 기판사이의 저항을 감소시키고 값비싼 Ag페이스트를 값싼 Cu로 대체함으로써 가격을 낮출 수 있는 장점이 있다. 실험에 사용된 Si 웨이퍼 특성은 $156{\times}156$ mm2, 200 ${\mu}m$, 0.5-3.0 ${\Omega}{\cdot}cm$ and p-type 웨이퍼를 사용하였다. 웨이퍼는 표면조직화, p-n접합 형성, 반사방지막 코팅을 하였으며 스크린 프린팅 방법을 이용해 전 후면 전극을 인쇄하고 열처리 과정을 통해 전극을 형성하였다. 이 후 전면에 Cu도금을 실행하여 태양전지를 완성하였다. 완성된 태양전지는 솔라 시뮬레이터 및 TLM패턴을 이용하여 전기적 특성을 분석하였으며, SEM과 linescan, 광학현미경 등을 이용하여 전극을 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2007.10a
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• pp.751-753
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• 2007

Organic field-effect transistors (OFETs) are of interest for use in widely area electronic applications. We fabricated a copper phthalocyanine (CuPc) based field-effect transistor with different metal electrode. The CuPc FET device was made a top-contact type and the substrate temperature was room temperature. The source and drain electrodes were used an Au and Al materials. The CuPc thickness was 40nm. and the channel length was $50{\mu}m$, channel width was 3mm. We observed a typical current-voltage (I-V) characteristics in CuPc FET with different electrode materials.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.482.1-482.1
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• 2014

고효율 셀 및 생산 단가 절감은 결정질 실리콘 태양전지에서 가장 중요시되고 있는 이슈이다. 그 중 박형 실리콘 웨이퍼를 사용하는 공정은 고효율 및 생산단가의 절감을 만족시킬수 있는 방안으로 개발되고 있으며, 전면 전극 재료인 Ag를 다른 금속 재료로 대체하는 방법 또한 단가 절감을 위한 방안으로 연구가 진행 중이다. 하지만 박형 웨이퍼를 기존 공정에 적용할 시 전후면 전극 형성을 위한 고온의 소성 공정 때문에 웨이퍼의 휨 현상이 문제가 되고 있다. Cu 금속 분말의 저온 분사법을 결정질 실리콘 태양전지 전면전극 형성에 적용할 경우, 박형 실리콘 웨이퍼에 적용하는 문제와 Ag 전극의 대체 전극 사용 문제를 동시에 해결할 수 있는 대안이 될 것으로 사료된다. 본 연구에서는 Cold spray법을 사용하여 결정질 실리콘 태양전지 에미터 위에 Cu 전면 전극을 형성하였으며 반복되는 증착 횟수에 따른 전기적 특성 및 형상학적 특성 등을 평가하였다. 전극 형성 전의 Cu 분말 크기는 1~10 마이크론 이었으며, 주사전자현미경을 이용하여 전극의 형상 및 종횡비를 측정하였다. 또한 transfer length method (TLM) 패턴을 실리콘 웨이퍼 표면에 형성하여 접촉 저항 특성 및 전극의 비저항을 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.133.2-133.2
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• 2016

차세대 디스플레이로 유연하고 투명한 기능들이 요구되면서 Indium Tin Oxide(ITO)를 대체하기 위한 투명전극 개발 연구가 많이 수행되고 있다. ITO는 높은 투과도와 낮은 저항으로 현재 가장 많이 활용되고 있는 투명전극 소재이지만 유연성이 떨어져 유연 터치 패널 소재로 활용하기 어렵다. 이러한 문제 해결을 위해 ITO 대체 물질로 CNT, Graphene, Metal mesh, Ag nano wire, 전도성 고분자 등의 차세대 투명 전극 소재가 대두되고 있다. 본 연구에서는 메탈 메쉬 전극 소재로 사용하기 위해 Cu 박막 증착 시 플라즈마 표면처리를 통해 밀착력 및 저항을 개선하였다. Cu 금속 박막의 양산화를 위한 공정으로 자체 제작한 Linear Ion Source(LIS)가 부착된 roll to roll 시스템을 적용하여 플라즈마 전처리 공정 및 Ni buffer layer 도입 이후 Cu 박막을 형성하였다. 그 결과 PET 기판과 Cu 박막 사이의 밀착력을 0 degree에서 5 degree까지 향상시킬 수 있었고, 플라즈마 표면처리를 시행함으로써 저항 또한 감소되는 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해서 폴리머 기판 소재에 in-situ로 표면처리 및 Cu 금속 박막을 증착함으로써 금속 박막의 밀착력 및 전기적 특성이 향상되는 공정 기술을 개발하였다.

• Journal of the Korean Geophysical Society
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• v.5 no.1
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• pp.9-18
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• 2002

We performed a long-term monitoring of self-potential(SP) using the Cu-CuSO₄non-polarizable electrode and copper-clad electrodes(CCE) in a test site in order to analyze the effects of surrounding environmental noises such as temperature, rainfall and soil moisture content on the electrodes. Analysis of the temperature dependence of the non-polarizable electrodes showed that is temperature coefficient was about +0.5 mV/°Fwhen its end was exposed to atmosphere while it was less than +0.5 mV/℃ when submerged into the subsurface, which reflects that there exists an 8 to 11 hour lag between temperatures at the depth of 15 cm and atmosphere. CCE was independent of atmospheric temperature in subsurface but showed temperature coefficient of 1.0 mV/℃ when exposed to atmosphere. Drifts of 1 to 2 mV recorded with the non-polarizable electrode directly related to the soil moisture content when it was buried in subsurface. Drift with CCE also showed similar trend to the soil moisture content, and 5 mV drift was recorded according to 5% of daily variation. The soil moisture content had strong effects on the measurement with CCE in rainfall since the flow potential is generated on the surface of the electrode.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.61 no.2
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• pp.196-201
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• 2023

In this study, a CNT fiber flexible electrode grafted with CuO nanoparticles (CuO NPs) and polyaniline (PANI) was developed and applied to a nonenzymatic electrochemical sensor for H₂O₂ detection. CuO NPs/PANI/CNT fiber electrode was fabricated through the synthesis and deposition of PANI and CuO NPs on the CNT fiber surface using an electrochemical method. Surface morphology and elemental composition of the CuO NPs/PANI/CNT fiber electrode were characterized by scanning electron microscope with energy dispersive X-ray spectrometry. And its electrochemical characteristics were investigated by cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and chronoamperometry (CA). Compared with a bare CNT fiber as a control group, the CuO NPs/PANI/CNT fiber electrode showed a 4.78-fold increase in effective surface area and a 8.33-fold decrease in electron transfer resistance, which leads to excellent electrochemical properties such as a good electrical conductivity and an efficient electron transfer. These improved characteristics were due to the synergistic effect through the grafting of CNT fiber, PANI and CuO NPs. As a result, this electrode enhanced the H₂O₂ sensing performance.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.3 no.2
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• pp.121-126
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• 2000

The effect of electroless Ni and Cu plating on $LaNi_5$, $AB_5$ type hydrogen storage alloy was investigated by the various electrochemical techniques such as constant current charge-discharge test, cyclic voltammeoy, and a.c. impedance spectroscopy. Scanning electron microscopy and X-ray diffraction test were conducted for phenomenological logical analyses. Cyclic Voltammetry results show that activation characteristics, cycle life and reaction ,rate were improved through electroless Ni and Cu plating. Compared with bare $LaNi_5$ the charge transfer resistance of electrode was greatly reduced as charge-discharge cycle increases. Therefore, electroless Ni and Cu plating on $LaNi_5$ alloy tends to accelerate the early activation, increasing the cyclic lift of electrode.