• 제목/요약/키워드: Phosphoric acid doping

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새로운 대기압 플라즈마 소스를 이용한 결정질 실리콘 태양전지 인산 도핑 가능성에 관한 연구 (A Study on Feasibility of the Phosphoric Acid Doping for Solar Cell Using Newly Atmospheric Pressure Plasma Source)

  • 조이현;윤명수;조태훈;권기청
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제27권6호
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    • pp.95-99
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    • 2013
  • Furnace is currently the most important doping process using POCl3 in solar cell. However furnace need an expensive equipment cost and it has to purge a poisonous gas. Moreover, furnace typically difficult appling for selective emitters. In this study, we developed a new atmospheric pressure plasma source, in this procedure, we research the atmospheric pressure plasma doping that dopant is phosphoric acid($H_3PO_4$). Metal tube injected Ar gas was inputted 5 kV of a low frequency(scores of kHz) induced inverter, so plasma discharged at metal tube. We used the P type silicon wafer of solar cell. We regulated phosphoric acid($H_3PO_4$) concentration on 10% and plasma treatment time is 90 s, 150 s, we experiment that plasma current is 70 mA. We check the doping depth that 287 nm at 90 s and 621 nm at 150 s. We analysis and measurement the doping profile by using SIMS(Secondary Ion Mass Spectroscopy). We calculate and grasp the sheet resistance using conventional sheet resistance formula, so there are 240 Ohm/sq at 90 s and 212 Ohm/sq at 150 s. We analysis oxygen and nitrogen profile of concentration compared with furnace to check the doped defect of atmosphere.

고분자전해질 연료전지용 인산 도핑 술폰화 폴리아릴에테르벤즈이미다졸 고분자전해질 막의 제조 및 특성 (Preparation and Characterization of the $H_3PO_4$-doped Sulfonated Poly(aryl ether benzimidazole) Membrane for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)

  • 홍영택;정진주;윤경석;최준규;김영준
    • 멤브레인
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    • 제16권4호
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    • pp.276-285
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    • 2006
  • 술폰화 폴리아릴에테르벤즈이미다졸 공중합체를 $K_2CO_3$를 이용한 직접중합법으로 합성하고 인산도핑을 하여 고온운전 연료전지용 고분자전해질 막을 제조하였다. 최적의 전해질 막 제조를 위하여 술폰화도 $0{\sim}60%$ 및 도핑을 $0.7{\sim}5.7$의 범위에서 다양한 조성의 전해질 막 제조실험이 수행되었으며, 원자현미경분석 및 열중량분석, 수소 이온 전도도측정 등을 통해 전해질 막의 기본특성들을 평가하였다. 수소 이온 전도도는 도핑율에 따라 증가하는 것으로 나타났으며, $130^{\circ}C$의 비 가습환경에서 측정된 수소 이온 전도도는 도핑을 5.7의 전해질 막에서 최대 $7.3{\times}10^{-2}S/cm$의 값을 나타내었다.

고온 연료전지용 새로운 형태의 고분자 전해질막의 합성과 특성연구 (Synthesis and Properties of New Type of Proton Conducting Polymer Membrane for High Temperature Fuel Cells)

  • 이중희;삼부 바드라;김남훈;이홍기;김홍건
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.166-169
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    • 2009
  • Poly(benzimidazole-co-aniline) (PBIANI), a self-crosslinked, net-structured, proton conducting polymer has been synthesized for the membrane of high temperature proton exchange membrane fuel cells (HT-PEMFC) with improved proton conductivity and mechanical strength. The stress at break (26$\pm$3MPa)and proton conductivity (167 mS cm-1)of the phosphoric acid doped PBIANI (DPBIANI)membrane is much higher than those of other doped polybenzimidazole(PBI) type membranes.

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무가습 가교 가지형 공중합체 전해질 막의 제조 (Preparation of Anhydrous Crosslinked Graft Copolymer Electrolyte Membrane)

  • 노동규;고주환;박정태;서진아;김종학
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.270-273
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    • 2009
  • A comb-like copolymer consisting of a poly(vinylidene fluoride-co-chlorotrifluoro-ethylene) backbone and poly(hydroxy ethyl acrylate) side chains, i.e. P(VDF-co-CTFE)-g-PHEA, was synthesized through atom transfer radical polymerization (ATRP) using CTFE units as a macroinitiator. Successful synthesis and a microphase-separated structure of the copolymer were confirmed by proton nuclear magnetic resonance (1H-NMR), FT-IR spectroscopy, and transmission electron microscopy (TEM). This comb-like polymer was crosslinked with 4,5-imidazole dicarboxylic acid (IDA) via the esterification of the -OH groups of PHEA and the -COOH groups of IDA. Upon doping with phosphoric acid ($H_3PO_4$) to form imidazole-$H_3PO_4$ complexes, the proton conductivity of the membranes continuously increased with increasing $H_3PO_4$ content. A maximum proton conductivity of 0.015 S/cm was achieved at $120^{\circ}C$ under anhydrous conditions. In addition, these P(VDF-co-CTFE)-g-PHEA/IDA/$H_3PO_4$ membranes exhibited good mechanical properties (765 MPa of Young's modulus), and high thermal stability up to $250^{\circ}C$, as determined by a universal testing machine (UTM) and thermal gravimetric analysis (TGA), respectively.

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플라즈마 제트 도핑 장치의 대기 및 기체의 압력 변화에 대한 방전 특성 (Discharge Characteristics of Plasma Jet Doping Device with the Atmospheric and Ambient Gas Pressure)

  • 김중길;이원영;김윤중;한국희;김동준;김현철;구제환;권기청;조광섭
    • 한국진공학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.301-311
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    • 2012
  • 결정질 태양전지 등의 도핑 공정에 적용하기 위한 플라즈마 제트 장치의 기초 방전 특성을 조사한다. 대기압에서의 아르곤 플라즈마 제트와 대기 압력변화에 대한 대기 플라즈마 제트, 그리고 아르곤 분위기 압력 변화에 대한 플라즈마 제트의 전류-전압은 전형적인 정상 글로우 방전의 특성을 갖는다. 대기압 플라즈마 제트의 방전 전압은 약 2.5 kV의 높은 전압이 요구되며, 대기 및 아르곤 플라즈마 제트는 200 Torr 이하의 낮은 압력에 대한 방전 전압은 약 1 kV가 된다. 도핑용 실리콘 웨이퍼에 조사되는 단일 채널 플라즈마 제트의 전류는 인가전압의 조정에 의하여 수 10~50 mA의 고 전류를 용이하게 얻는다. 플라즈마 제트를 웨이퍼에 조사하는 경우에 웨이퍼의 온도 상승은 정상상태에서 약 $200^{\circ}C$가 된다. 실리콘 웨이퍼에 도핑 용재인 액상의 인산을 도포하여 플라즈마를 조사한 결과 얻어진 인 원자의 도핑 분포는 플라즈마 제트 도핑의 가능성을 보여준다.

결정질 실리콘 태양전지에서 도금을 이용한 전극 형성 시 발생되는 레이저 손상 제거 (Removal of Laser Damage in Electrode Formed by Plating in Crystalline Silicon Solar Cells)

  • 정명상;강민구;이정인;송희은
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제29권6호
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    • pp.370-375
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    • 2016
  • In this paper, we investigated the electrical properties of crystalline silicon solar cell fabricated with Ni/Cu/Ag plating. The laser process was used to ablate silicon nitride layer as well as to form the selective emitter. Phosphoric acid layer was spin-coated to prevent damage caused by laser and formed selective emitter during laser process. As a result, the contact resistance was decreased by lower sheet resistance in electrode region. Low sheet resistance was obtained by increasing laser current, but efficiency and open circuit voltage were decreased by damage on the wafer surface. KOH treatment was used to remove the laser damage on the silicon surface prior to metalization of the front electrode by Ni/Cu/Ag plating. Ni and Cu were plated for each 4 minutes and 16 minutes and very thin layer of Ag with $1{\mu}m$ thickness was plated onto Ni/Cu electrode for 30 seconds to prevent oxidation of the electrode. The silicon solar cells with KOH treatment showed the 0.2% improved efficiency compared to those without treatment.

Poly(vinyl chloride) 빗살형 공중합체를 이용한 무가습 수소이온 전도성 전해질막의 제조 (Preparation of Proton Conducting Anhydrous Membranes Using Poly(vinyl chloride) Comb-like Copolymer)

  • 김종학;고주환;서진아;안성훈;증효뢰
    • 멤브레인
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    • 제19권2호
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    • pp.89-95
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    • 2009
  • Poly(vinyl chloride) (PVC) 주사슬과 poly(hydroxyethyl acrylate) (PHEA) 곁사슬로 구성된 빗살모양의 PVC-g-PHEA 공중합체를 원자전달라디칼 중합을 통해 합성하였다. 이렇게 합성된 PVC-g-PHEA의 OH 그룹과 이미다졸 디카르복실릭산 (IDA)의 COOH 그룹과의 에스테르 반응에 의하여 가교된 전해질막을 제조하였다. 인산(PA)을 도핑하여 이미다졸-인산 착체를 형성한 결과, PA함량이 증가함에 따라 고분자 전해질막의 수소 이온 전도도가 증가하였다. 특히 100도 비가습 조건에서 수소 이온 전도도는 최대 0.011 S/cm까지 증가하였다. 만능 재료 시험기(UTM) 측정결과, 제조된 PVC-g-PHEA/IDA/PA 전해질막은 575 MPa의 높은 Young 모듈러스 및 기계적 강도를 보여주었다. 열분석 결과(TGA) 전해질막은 $200^{\circ}C$까지 열적으로 안정함을 확인하였다.