• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.320-320
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• 2012

III-V 화합물 태양전지는 실리콘, CdTe, CIGS, 염료, 및 유기 등 다른 태양전지에 비해 1sun 상 30% 이상의 고효율을 갖고 있고 앞으로도 계속 증가할 수 있는 가능성을 갖고 있다. 그 이유는 직접천이형 밴드갭, 높은 이동도 등의 고성능 물질특성과 더불어 3족과 5족의 비율을 조절함으로써 같은 결정구조를 갖고 에너지 밴드갭이 다른 물질들을 만들기에 용의하여, 태양전지 스펙트럼의 넓은 영역을 흡수할 수 있는 장점이 있기 때문이다. 그러나, 셀자체의 물질이 실리콘에 비하여 고가이므로, 고성능이 요구되는 우주 인공위성등에 적용이 되었지만, 2000년대 이후로 집광에 적용가능한 태양전지의 연구를 거듭하여 2005년부터는 값싼 프레넬 렌즈를 이용하여 1sun에 비해 500배 해당하는 빛을 셀에 집광하여 보다 효율을 증가시킴으로써 지상발전용에도 적용가능한 셀을 형성하게 되었다. 더불어 태양전지의 효율을 증가시키기 위한 개선된 구조적 변화의 시도도 많이 이루어지고 있다. 최근 보고에 의하면 실리콘 태양전지의 표면에 texture 또는 나노 구조를 주어 높은 흡수율과 낮은 반사율을 갖게 함으로써 효율을 증가시키는 사례가 많아지고, III-V 화합물 태양전지도 texturing에 의해 증가된 효율을 발표한바 있다. 본 연구에서는 태양전지의 효율을 증가시키기 위하여 III-V 화합물 태양전지 표면에 micro-hole array texture 구조를 형성한 후 나노 particle을 이용한 나노 texture 구조를 형성하였다. Photo-lithography와 chemical wet etching으로 micro-hole array texture 구조를 형성하였으며 micro-hole의 직경은 $5{\sim}20{\mu}m$, hole과 hole의 간격은 $3{\sim}15{\mu}m$로 다양하게 변화를 주었다. 형성된 micro-hole array texture 구조위에 수십 nm 크기의 particle을 만들어 chemical wet etching으로 나노 texture 구조를 형성하였다. 태양전지 표면에 texture 구조가 있는 경우와 없는 경우에 각각 효율을 측정, 비교 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.51-51
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• 2010

Group III-nitride semiconductors have been widely studied as the materials for growth of light emitting devices. Currently, GaN devices are predominantly grown in the (0001) c-plane orientation. However, in case of using polar substrate, an important physical problem of nitride semiconductors with the wurtzite crystal structure is their spontaneous electrical polarization. An alternative method of reducing polarization effects is to grow on non-polar planes or semi-polar planes. However, non-polar and semipolar GaN grown onto r-plane and m-plane sapphire, respectively, basically have numerous defects density compared with c-plane GaN. The purpose of our work is to reduce these defects in non-polar and semi-polar GaN and to fabricate high efficiency LED on non/semi-polar substrate. Non-polar and semi-polar GaN layers were grown onto patterned sapphire substrates (PSS) and nano-porous GaN/sapphire substrates, respectively. Using PSS with the hemispherical patterns, we could achieve high luminous intensity. In case of semi-polar GaN, photo-enhanced electrochemical etching (PEC) was applied to make porous GaN substrates, and semi-polar GaN was grown onto nano-porous substrates. Our results showed the improvement of device characteristics as well as micro-structural and optical properties of non-polar and semi-polar GaN. Patterning and nano-porous etching technologies will be promising for the fabrication of high efficiency non-polar and semi-polar InGaN LED on sapphire substrate.

• 한국진공학회지
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• 제20권1호
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• pp.63-69
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• 2011

본 연구에서는 기존 실리콘 반도체 기술 기반의 포토 및 이빔 리소그래피 공정을 통하여 유기 반도체 소자를 패터닝하였다. P3HT나 PEDOT 등의 유기 반도체는 용매에 녹기 때문에 MIMIC (micro-molding in capillaries)이나 inkjet printing 기술을 이용하여 마이크로미터 크기의 소자 제작이 가능하였으나, 펜타신은 용매에 녹지 않기 때문에 매우 복잡한 방법으로 마이크로미터 크기의 소자를 제작하여왔다. 그러나, 본 연구에서는 원자층 증착 방법으로 증착한 산화 알루미늄막을 펜타신의 보호층으로 이용하여 기존의 포토 및 이빔 리소그래피 방법으로 마이크로미터크기의 펜타신 소자를 제작하였으며 그 전기 특성을 확인하였다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 동계학술발표대회 논문집
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• pp.215-220
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• 2008

A microchannel PCHE is manufactured by the two technologies of micro photo-etching and diffusion bonding. In this paper, heat transfer and pressure drop characteristics by applying various configuration for the flow channel in the microchannel PCHE is experimentally investigated. The flow channel configurations are designed three types such as straight, wavy and offset strip channels. The performance experiment of each configuration is performed for Reynolds numbers in ranges of $100{\sim}700$ under various flow conditions for the hot side and the Reynolds number of cold side is fixed at 350. The inlet temperatures of the hot side and cold side are conducted as $40^{\circ}C$ and $20^{\circ}C$, respectively. The heat transfer performance of wavy channel, which was similar to that of offset strip channel, was much higher than that of straight channel. The effectiveness of wavy channel and offset strip channel was evaluated as about $0.5{\sim}0.9$. The pressure drop of wavy channel was highest among configurations and that of offset strip channel was lower than that of straight channel because the round curved surface of each strip edge was reduced the pressure loss.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권2호
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• pp.113-120
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• 2010

마이크로채널 열교환기에서 R-134a의 증발열전달 특성에 관하여 실험적 연구를 수행하였다. 마이크로채널은 금속박판인 SUS304에 포토에칭 공정으로 식각되었으며, 13개의 금속박판은 차례로 적층되어 확산접합공정을 통하여 접합되었다. 본 연구에서는 R-134a의 증발온도, 질량유속 그리고 물의 입구온도의 변화에 따른 열전달 특성을 대향류 조건에서 실험하였다. 실험결과 R-134a와 물의 입구온도차가 클수록 증발열전달량은 증가하였으며, 증발열전달계수는 0.67 kW/$m^2{\cdot}^{\circ}C$에서 6.23 kW/$m^2{\cdot}^{\circ}C$이었다. 아울러 마이크로채널 열교환기에서 R-134a와 물의 열교환에 따른 증발열전달 특성에 영향을 미치는 Reynold수와 무차원 온도비 $\Theta$를 도출하여 Nusselt수에 관한 실험적 상관식을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권5호
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• pp.449-453
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• 2015

최근 표면개질을 통한 젖음성 향상을 위하여, 마이크로와 나노 구조가 계층적(hierarchical)으로 존재하는 표면에 대한 연구가 공학 및 다양한 연구 분야에서 활발하게 진행되고 있다. 계층적구조가 존재하는 표면에서 초친수성(super-hydrophillic)은 대개 물방울(water droplet)의 계면 거동에 의해 그 특성이 확인된다. 따라서, 본 연구에서는 초친수성 표면위에서의 물방울 계면 거동에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 포토리소그래피(photo lithography)공정과 건식 식각공정을 이용하여, 정량적으로 표면을 제작하였으며, 실험 표면에서의 계면 거동은 초고속카메라로 가시화하였다. 가시화 자료를 바탕으로, 물방울 계면거동은 표면에 존재하는 마이크로 및 나노구조의 지형학적 특성에 의해 영향을 받음을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권3호
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• pp.67-71
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• 2014

본 연구에서는 Si(111) 기판을 이용하여 고품질의 GaN 박막을 성장하기 위하여 다양한 패턴을 갖는 Si 기판을 제작하였다. Si(111) 기판위에 이온 스퍼터(ion-sputter)를 이용하여 Pt 박막을 증착한 후 열처리(thermal annealing)하여 Pt 금속 마스크를 형성하고 유도 결합 플라즈마 이온 식각(inductively coupled plasma-reactive ion etching, ICP-RIE) 공정을 통하여 기둥(pillar)형태의 나노 패턴된 Si(111) 기판을 제작하였고 리소그래피 공정을 통하여 마이크로 패턴된 Si(111) 기판을 제작하였다. 일반적인 Si(111) 기판, 마이크로 패턴된 Si(111) 기판 및 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 유기화학기상증착(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD) 방법으로 GaN 박막을 성장하여 표면 특성과 결정성 및 광학적 특성을 분석하였다. 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막은 일반적인Si(111) 기판과 마이크로 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막보다 표면의 균열과 거칠기가 개선되었다. 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN (002)면과 (102)면에 x-선 회절(x-ray diffraction, XRD) 피크의 반폭치(full width at half maximum, FWHM)는 576 arcsec, 828 arcsec으로 다른 두 기판위에 성장한 GaN 박막 보다 가장 낮은 값을 보여 결정성이 향상되었음을 확인하였다. Photoluminescence(PL)의 반폭치는 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막이 46.5 meV으로 다른 기판위에 성장한 GaN 박막과 비교하여 광학적 특성이 향상되었음을 확인하였다.