• 제목/요약/키워드: Light trapping

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Metal assisted etching으로 나노 구조 형성에 따른 단결정 실리콘의 표면조직화

  • 정현철;백용균;김형태;장효식
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.270-270
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    • 2010
  • 결정질 실리콘 태양전지는 표면반사에 의한 광 에너지 손실을 최소화 시키고자 식각을 통한 표면 조직화(texturing)가 이루어진다. 단결정 실리콘 웨이퍼의 경우 알칼리 용액(alkali solution)을 사용하여 이방성 식각(anisotropic etching)을 함으로써 표면에 피라미드를 형성하고 광 포획(light trapping) 효과에 의해 반사율을 줄이게 된다. 그러나 피라미드 형성을 통한 반사율 감소에는 한계를 가지고 있다. Metal assisted etching을 기반으로 한 새로운 형태의 텍스쳐링인 nano texturing은 피라미드가 이루어진 표면에 수많은 nm사이즈의 구조를 형성시킴으로써 표면에서의 반사율을 현저히 감소시킨다. 먼저 $AgNO_3$용액으로 웨이퍼 표면에 Ag입자를 코팅한 후, 그 웨이퍼를 다시 $HF/H_2O_2$ 용액으로 일정시간 동안 식각을 거치게 된다. 그로 인해 표면에는 수 nm 사이즈의 구조물들이 피라미드 위에 생성되고, $AgNO_3$의 농도 및 식각 시간에 따라 그 구조물의 크기 및 굵기가 달라진다. 결과적으로 평균 10%이상의 반사율을 보이던 기존 텍스쳐링 웨이퍼에서 3%이하의 낮은 반사율을 얻을 수 있었다. 또한 이런 nano texturing을 n-emitter 형성 공정 등에 따른 영향과 carrer lifetime에 대하여 연구하였다.

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주남 습지대의 곤충다양성 (Diversity of Insect Fauna in Junam Wetland of Korea)

  • 안수정;카시나스 칠루왈;최성환;박정규
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제56권2호
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    • pp.135-145
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    • 2017
  • 주남 습지대($6.02km^2$) 곤충상의 다양도, 우점도, 풍부도 등을 습지대 내 3곳의 습지에서 조사하였다. 조사방법으로는 육안조사와 쓸어잡기는 2010년, 말레이즈 트랩 조사는 2011년, 유아등 조사와 함정트랩 조사는 2012년에 실시하였다. 총 14목(目) 141과(科) 574종(種)의 9,269 개체 (딱정벌레목 36.3%, 나비목 21.3%, 잠자리목 13.9%)가 조사되었다. 종수(種數)로 비교해 보면, 나비목이 31.2%로 가장 높았고, 그 다음이 딱정벌레목(28.0%) 노린재목(12.9%) 순이었다. 우점종(총 조사개체에 대한 각 종의 개체수 비율)은 애넓적물땡땡이(Enochrus simulans, 7.9%), 꼬마줄물방개(Hydaticus grammicus, 4.3%), 일본잎벌레(Galerucella nipponensis, 4.1%), 연물명나방(Elophila interruptalis, 3.1%), 양봉꿀벌(Apis mellifera, 2.2%) 순이었다. 세 곳의 습지에서 조사된 딱정벌레목, 나비목, 잠자리목 곤충의 수는 매우 많았지만 세 습지 간에 차이는 없었다. 주남 습지대의 곤충다양도(H'), 풍부도(RI)는 각각 5.04, 59.10이었다.

끈끈이주걱속 점착식 포충엽의 분비모 발달 (Development of the Glandular Trichomes in Trapping Leaves of Drosera Species)

  • 이혜진;김인선
    • Applied Microscopy
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    • 제39권1호
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    • pp.57-64
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    • 2009
  • 점착식 포충엽을 형성하는 식충식물은 포충엽 표피조직에 발달하는 분비모에서 점액성 물질을 분비하여 곤충을 포획한다. 본 연구에서는 점착식 포충엽을 형성하여 식충의 기능을 수행하는 끈끈이주걱속의 비나타와 피그미 2종의 분비모 분화 발달양상을 형태구조 및 세포학적으로 연구하였다. 분화초기 코일형태의 정단에서 발달하는 비나타의 엽원기는 표피에 미분화된 불규칙적인 형태의 모용이 밀생하였으며, 정단 부위는 신장 후 분지되면서 엽연과 엽신에는 capitate형과 peltate형 분비모들이 발달하였다. 피그미의 어린 포충엽은 엽연의 미분화된 모용들이 구심적으로 접힌 상태로 발달하나, 엽육조직 생장에 따라 길게 신장된 capitate형으로 분화되어 방사상으로 배열하였다. 실험된 2종의 포충엽은 분비모 특성에 의한 상 하피의 분화가 뚜렷하였으며, 상피 엽신과 엽연에는 분비물질을 방출하는 다양한 분비모가 밀생하였다. 상피의 경우, 비나타 분비모는 병세포가 신장된 capitate형과 무병의 peltate형으로 대별되고, 피그미는 병세포의 길이를 달리하는 capitate형만 발달하였다. 특히, 비나타는 엽연에 약 $2.2{\sim}3.4mm$에 이르는 긴 capitate형 분비모를 형성하였고, 피그미 엽연에는 위 유형과 함께 라켓 형태의 두정 부위를 지니고 약 $3.7{\sim}4.2mm$로 신장된 독특한 유형의 2 종류 capitate형 분비모가 분포하였다. 하피의 경우, 비나타에서는 작은 peltate형 분비모만 발달하였고, 피그미에서는 capitate형과 유사하나 capitate와 peltate형의 중간적인 특징을 지닌 매우 축소된 분비모를 형성하였다. 이들 분비모 두정부위의 분비세포 세포질에는 미토콘드리아 및 소포체, 골지체 등이 잘 발달하였고, 소액포들의 융합으로 큰 분비강이 형성되어 축적된 물질을 외부로방출하였다. 표피조직에 밀생하는 capitate 및 peltate형 분비모에서 방출된 점액성 물질은 포충엽 표면에 곤충 접촉 시 엽연 capitate형 분비모에 의한 굴곡운동과 엽신 분비모의 활성화를 유도하여 더욱 능동적으로 곤충을 포획하였다. 본 연구에서 밝혀진 비나타 및 피그미에 대한 분비모의 구조적 정보는 이후 Drosophyllum, Pinguicula 등의 다른 점착식 포충엽 형성 종들의 분비모 분화 양상과 비교 분석되면 유용하게 활용될 수 있는 자료가 될 것이다.

Promoting Effect of MgO in the Photodegradation of Methylene Blue Over MgO/MWCNT/TiO2 Photocatalyst

  • Chen, Ming-Liang;Zhang, Feng-Jun;Oh, Won-Chun
    • 한국재료학회지
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    • 제20권7호
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    • pp.345-350
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    • 2010
  • For the present paper, we prepared MgO/MWCNT/$TiO_2$ photocatalyst by using multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) pre-oxidized by m-chlorperbenzoic acid (MCPBA) with magnesium acetate tetrahydrate $(Mg(CH_2COO)_2\cdot4H_2O)$ and titanium n-butoxide $(Ti\{OC(CH_3)_3\}_4)$ as magnesium and titanium precursors. The prepared photocatalyst was analyzed by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray (EDX) analysis. The decomposition of methylene blue (MB) solution was determined under irradiation of ultraviolet (UV) light. The XRD results show that the MgO/MWCNT/$TiO_2$ photocatalyst have cubic MgO structure and anatase $TiO_2$ structure. The porous structure and the $TiO_2$ agglomerate coated on the MgO/MWCNT composite can be observed in SEM images. The Mg, O, Ti and C elements can be also observed in MgO/MWCNT/$TiO_2$ photocatalyst from EDX results. The results of photodegradation of MB solution under UV light show that the concentration of MB solution decreased with an increase of UV irradiation time for all of the samples. Also, the MgO/MWCNT/$TiO_2$ photocatalyst has the best photocatalytic activity among these samples. It can be considered that the MgO/MWCNT/$TiO_2$ photocatalyst had a combined effect, the effect of MWCNT, which could absorb UV light to create photoinduced electrons $(e^-)$, and the electron trapping effect of MgO, which resulted in an increase of the photocatalytic activity of $TiO_2$.

수소화된 비정질 탄소 반사방지 코팅층이 염료감응형 태양전지의 효율에 미치는 영향 (Effects of an a-C:H Anti-Reflective Coating on the Cell Efficiency of Dye-Sensitized Solar Cells (DSSCs))

  • 송재실;김남훈;박용섭
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제32권4호
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    • pp.281-286
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    • 2019
  • Raman spectra of a-C:H thin films deposited with an unbalanced magnetron sputtering system showed that the G peak shifted to a higher wavenumber as the target power density increased and $I_D/I_G$ ratio increased from 0.902 to 1.012. Moreover, the transmittance of a-C:H films fabricated at 60 nm tended to decrease with increasing target power density; at 550 nm in the visible light region, the transmittance decreased from 69% to 58%. The rms surface roughness values of the a-C:H thin films decreased with increasing target power density, and varied from 1.11 nm to 0.71 nm. In order to achieve efficient light trapping, the light scattering at the rough interface must be enhanced. Consequently, the surface roughness of the thin film will decrease with the target power density. Further, the refractive index and reflectivity of the a-C:H thin films increased with increasing target power density; however, the Brewster angle decreased with the target power density. Hence, dye-sensitized solar cells using an a-C:H antireflective coating increased the CE, $V_{OC}$, and $J_{SC}$ by approximately 8.6%, 5.5%, and 4.5%, respectively.

표면텍스처링된 이중구조 Ag/Al:Si 후면반사막의 광산란 특성 (Light Scattering Properties of Highly Textured Ag/Al:Si Bilayer Back Reflectors)

  • 장은석;백상훈;장병열;박상현;윤경훈;이영우;조준식
    • 한국재료학회지
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    • 제21권10호
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    • pp.573-579
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    • 2011
  • Highly textured Ag, Al and Al:Si back reflectors for flexible n-i-p silicon thin-film solar cells were prepared on 100-${\mu}m$-thick stainless steel substrates by DC magnetron sputtering and the influence of their surface textures on the light-scattering properties were investigated. The surface texture of the metal back reflectors was influenced by the increased grain size and by the bimodal distribution that arose due to the abnormal grain growth at elevated deposition temperatures. This can be explained by the structure zone model (SZM). With an increase in the deposition temperatures from room temperature to $500^{\circ}C$, the surface roughness of the Al:Si films increased from 11 nm to 95 nm, whereas that of the pure Ag films increased from 6 nm to 47 nm at the same deposition temperature. Although Al:Si back reflectors with larger surface feature dimensions than pure Ag can be fabricated at lower deposition temperatures due to the lower melting point and the Si impurity drag effect, they show poor total and diffuse reflectance, resulting from the low reflectivity and reflection loss on the textured surface. For a further improvement of the light-trapping efficiency in solar cells, a new type of back reflector consisting of Ag/Al:Si bilayer is suggested. The surface morphology and reflectance of this reflector are closely dependent on the Al:Si bottom layer and the Ag top layer. The relationship between the surface topography and the light-scattering properties of the bilayer back reflectors is also reported in this paper.

Optimization of $p^+$ seeding layer for thin film silicon solar cell by liquid phase epitaxy

  • Lee, Eun-Joo;Lee, Soo-Hong
    • 한국결정성장학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.260-262
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    • 2005
  • Thickness optimization of heavily doped p-type seeding layer was studied to improve performance of thin film silicon solar cell. We used liquid phase epitaxy (LPE) to grow active layer of $25{\mu}m$ thickness on $p^+$ seeding layer. The cells with $p^+$ seeding layer of $10{\mu}m\;to\;50{\mu}m$ thickness were fabricated. The highest efficiency of a cell is 12.95%, with $V_{oc}=633mV,\;J_{sc}=26.5mA/cm^2$, FF = 77.15%. The $p^+$ seeding layer of the cell is $20{\mu}m$ thick. As thicker seeding layer than $20{\mu}m$, the performance of the cell was degraded. The results demonstrate that the part of the recombination current is due to the heavily doped seeding layer. Thickness of heavily doped p-type seeding layer was optimized to $20{\mu}m$. The performance of solar cell is expected to improve with the incorporation of light trapping as texturing and AR coating.

화학겔 안에서의 라텍스 입자의 거동에 관한 연구 (Latex Particles's Behavior in Chemically Cross-Linked Gels)

  • 장경호;손대원
    • 대한화학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.156-160
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    • 1998
  • 화학겔로써 대표적인 실리카겔과 아마이드겔의 겔화(gelation)과정을 살펴보고 라텍스 입자를 추적자로 사용하는 광산란 실험을 통해 이들의 구조와 화학적 성질을 고찰하여 보았다. 표준입자(standard particle)로 쓰이는 라텍스 입자를 추적자로 사용하여 입자들의 병진운동(translational diffusion)을 고려함으로서 겔의 내부공간크기를 확인하고 겔과 입자표면과의 화학적 상호작용을 고려하였다. 실리카겔은 아마이드 겔보다 규칙적인 겔구조를 나타내는 것으로 사료되며 표면이 카르복실기를 갖는 입자는 실리카 겔과 엉킴(aggregation)현상을 나타냄을 관측하였다. 불균일(heterogeneity)한 겔의 고조확인을 위한 광산란법을 비에르고딕(non-ergodic)이론에 기초한 통계적인 방법을 통해 접근하였다.

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Application of Nanoroll-Type Ag/g-C3N4 for Selective Conversion of Toxic Nitrobenzene to Industrially-Valuable Aminobenzene

  • Devaraji, Perumal;Jo, Wan-Kuen
    • 한국환경과학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.95-108
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    • 2020
  • Silver nanoparticles were loaded onto g-C3N4 (CN) with a nanoroll-type morphology (Ag/CN) synthesized using a co-polymerization method for highly selective conversion of toxic nitrobenzene to industrially-valuable aminobenzene. Scanning electron microscopy and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) images of Ag/CN revealed the generation of the nanoroll-type morphology of CN. Additionally, HRTEM analysis provided direct evidence of the generation of a Schottky barrier between Ag and CN in the Ag/CN nanohybrid. Photoluminescence analysis and photocurrent measurements suggested that the introduction of Ag into CN could minimize charge recombination rates, enhancing the mobility of electrons and holes to the surface of the photocatalyst. Compared to pristine CN, Ag/CN displayed much higher ability in the photocatalytic reduction of nitrobenzene to aminobenzene, underscoring the importance of Ag deposition on CN. The enhanced photocatalytic performance and photocurrent generation were primarily ascribed to the Schottky junction formed at the Ag/CN interface, greater visible-light absorption efficiency, and improved charge separation associated with the nanoroll morphology of CN. Ag would act as an electron sink/trapping center, enhancing the charge separation, and also serve as a good co-catalyst. Overall, the synergistic effects of these features of Ag/CN improved the photocatalytic conversion of nitrobenzene to aminobenzene.

Multi-crystalline Silicon Solar Cell with Reactive Ion Etching Texturization

  • Park, Seok Gi;Kang, Min Gu;Lee, Jeong In;Song, Hee-eun;Chang, Hyo Sik
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.419-419
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    • 2016
  • High efficiency silicon solar cell requires the textured front surface to reduce reflectance and to improve the light trapping. In case of mono-crystalline silicon solar cell, wet etching with alkaline solution is widespread. However, the alkali texturing methods are ineffective in case of multi-crystalline silicon wafer due to grain boundary of random crystallographic orientation. The acid texturing method is generally used in multi-crystalline silicon wafer to reduce the surface reflectance. However the acid textured solar cell gives low short-circuit current due to high reflectivity while it improves the open-circuit voltage. To reduce the reflectivity of multi-crystalline silicon wafer, double texturing method with combination of acid and reactive ion etching is an attractive technical solution. In this paper, we have studied to optimize RIE experimental condition with change of RF power (100W, 150W, 200W, 250W, 300W). During experiment, the gas ratio of SF6 and O2 was fixed as 30:10.

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