• Current Photovoltaic Research
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• 제12권2호
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• pp.31-36
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• 2024

Passivating contacts are a promising technology for achieving high efficiency Si solar cells by reducing direct metal/Si contact. Among them, a polysilicon (poly-Si) based passivating contact solar cells achieve high passivation quality through a tunnel oxide (SiO_x) and poly-Si. In poly-Si/SiO_x based solar cells, the passivation quality depends on the amount of dopant in-diffused into the bulk-Si. Therefore, our study fabricated cells by inserting silicon oxide (SiO₂) as a doping barrier before doping and analyzed the barrier effect of SiO₂. In the experiments, p⁺ poly-Si was formed using spin on dopant (SOD) method, and samples ware fabricated by controlling formation conditions such as existence of doping barrier and poly-Si thickness. Completed samples were measured using quasi steady state photoconductance (QSSPC). Based on these results, it was confirmed that possibility of achieving high V_oc by inserting a doping barrier even with thin poly-Si. In conclusion, an improvement in implied V_oc of up to approximately 20 mV was achieved compared to results with thicker poly-Si results.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.406-406
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• 2016

To get high efficiency n-type crystalline silicon solar cells, passivation is one of the key factor. Tunnel oxide (SiO2) reduce surface recombination as a passivation layer and it does not constrict the majority carrier flow. In this work, the passivation quality enhanced by different chemical solution such as HNO3, H2SO4:H2O2 and DI-water to make thin tunnel oxide layer on n-type crystalline silicon wafer and changes of characteristics by subsequent annealing process and firing process after phosphorus doped amorphous silicon (a-Si:H) deposition. The tunneling of carrier through oxide layer is checked through I-V measurement when the voltage is from -1 V to 1 V and interface state density also be calculated about $1{\times}1012cm-2eV-1$ using MIS (Metal-Insulator-Semiconductor) structure . Tunnel oxide produced by 68 wt% HNO3 for 5 min on $100^{\circ}C$, H2SO4:H2O2 for 5 min on $100^{\circ}C$ and DI-water for 60 min on $95^{\circ}C$. The oxide layer is measured thickness about 1.4~2.2 nm by spectral ellipsometry (SE) and properties as passivation layer by QSSPC (Quasi-Steady-state Photo Conductance). Tunnel oxide layer is capped with phosphorus doped amorphous silicon on both sides and additional annealing process improve lifetime from $3.25{\mu}s$ to $397{\mu}s$ and implied Voc from 544 mV to 690 mV after P-doped a-Si deposition, respectively. It will be expected that amorphous silicon is changed to poly silicon phase. Furthermore, lifetime and implied Voc were recovered by forming gas annealing (FGA) after firing process from $192{\mu}s$ to $786{\mu}s$. It is shown that the tunnel oxide layer is thermally stable.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.82.1-82.1
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• 2010

수소화된 비정질 실리콘 박막을 이용한 반도체는 현재 태양전지, 트랜지스터, 매트릭스 배열 및 이미지 센서 등의 분야에서 이용되고 있다. 자세히 이야기 하면, 여러 가지의 광전효과 물질에 대한 특성이 있으며, 가시광선영역에 대하여 > $10^5cm^{-1}$이상의 매우 높은 광흡수계수와 낮은 온도를 갖는 증착공정 등이 있다. 박막의 밴드갭은 약 1.6~1.8eV로서 태양전지의 흡수층과 passivation층으로 적절하다. 여러 가지 종류의 태양전지 중 비정질 실리콘 박막/결정질 실리콘 기판의 구조로 이루어진 이종접합 태양전지는 저온에서 공정이 가능한 대표적인 것으로서 HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin layer)구조로 산요사에 의해 제안된 것이다. 이것은 결정질 실리콘 기판과 도핑된 비정질 실리콘 박막사이에 얇은 진성층 비정질실리콘 박막을 삽입함으로서, 캐리어 전송을 좋게하여 실리콘 기판 표면의 passivation효과를 증대시키는 결과를 가지고 온다. 실험실 규모에서는 약 20%이상의 효율을 보이고 있으며, 모듈에서는 19.5%의 높은 효율을 보이고 있어 실리콘 기판을 이용한 고효율 태양전지로서 각광을 받고 있다. 이러한 이종접합 태양전지의 대부분은 단결정 실리콘을 사용하고 있는데, 점차적으로 다결정 실리콘 기판으로 추세가 바뀌고 있어, 여기에 맞는 표면 passivation 공정 및 분석이 필요하다. 본 발표에서는 다결정 실리콘 기판위에 진성층 비정질 실리콘 박막을 유도결합 플라즈마 화학기상 증착법(ICP-CVD)을 이용하여 제조하여 passivation 효과를 분석한다. 일반적으로 ICP는 CCP(coupled charged plasma)에 비해 약 100배 이상 높은 플라즈마 밀도를 가지고 있으며, 이온 충돌같은 표면으로 작용하는 것들이 기존 방식에 비해서 작다라는 장점이 있다. 먼저, 유리기판을 사용하여 ICP-CVD 챔버내에 이송 한 후 플라즈마 파워, 온도 및 가스비(SiH4/H2)에 따른 진성층 비정질 실리콘 박막을 증착 한 후, 밴드갭, 전도도 및 결합구조 등에 대한 결과를 분석한 후, 최적의 값을 가지고 250um의 두께를 갖는 다결정 실리콘을 기판위에 증착을 한다. 두께(1~20nm)에 따라 표면의 passivation이 되는 정도를 QSSPCD(Quasi steady state Photoconductive Decay)법에 의하여 소수캐리어의 이동거리, 재결합율 및 수명 등에 대한 측정 및 분석을 통하여 다결정 실리콘 기판의 passivation effect를 확인한다. 제시된 데이터를 바탕으로 향후 다결정 HIT셀 제조를 통해 태양전지 효율에 대한 특성을 비교하고자 한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제36권4호
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• pp.200-209
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• 2003

우리나라의 몇 가지 경작지 토양을 대상으로 하여 카드뮴의 토양-물 분배계수를 측정하였다. 토양에 대한 카드뮴의 흡착은 토양 영구전하에 의한 이온교환 반응과 토양 가변전하에 의한 표면착물 반응의 합으로 표현할 수 있으며, 이때 카드뮴의 분배계수는 pH와 이론적 으로 다음의 상관관계를 갖는다. $log\;K_d=a_0+b_0{\times}pH$ (단, $a_0$와 $b_0$는 상수). 토양에 대한 카드뮴의 회분형 흡착실험에서 분배계수는 토양의 pH 변화에 따라 정으로 증가하였다. 그러나 pH 3.5 이하 및 pH 8.5 이상에서는 측정한 분배계수가 위의 식으로 예측한 값보다 낮게 나타났다. 이는 산성 조건에서는 알루미늄의 용해가 일어나고, 알칼리 조건에서는 토양 유기물이 용해되어 용액 내 카드뮴의 분배에 영향을 미쳤기 때문으로 판단된다. 각각의 토양에 대한 유기물 함량을 이용 해 표준화한 분배계 수 ($K_{d-om}$)에 의하여 위 식의 상관계수는 $0.52^{**}$에서 $0.70^{**}$으로 상승되어 예측력을 개선할 수 있었다. 또한, 실제 오염토양에서 측정한 분배계수와 표준화한 함수식을 이용하여 예측한 분배계수 사이에는 고도의 유의적인 상관관계 ($r^2=0.68^{**}$)를 보였다.

• 한국재료학회지
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• 제21권5호
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• pp.243-249
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• 2011

To reduce manufacturing costs of crystalline silicon solar cells, silicon wafers have become thinner. In relation to this, the properties of the aluminium-back surface field (Al-BSF) are considered an important factor in solar cell performance. Generally, screen-printing and a rapid thermal process (RTP) are utilized together to form the Al-BSF. This study evaluates Al-BSF formation on a (111) textured back surface compared with a (100) flat back surface with variation of ramp up rates from 18 to $89^{\circ}C$/s for the RTP annealing conditions. To make different back surface morphologies, one side texturing using a silicon nitride film and double side texturing were carried out. After aluminium screen-printing, Al-BSF formed according to the RTP annealing conditions. A metal etching process in hydrochloric acid solution was carried out to assess the quality of Al-BSF. Saturation currents were calculated by using quasi-steady-state photoconductance. The surface morphologies observed by scanning electron microscopy and a non-contacting optical profiler. Also, sheet resistances and bulk carrier concentration were measured by a 4-point probe and hall measurement system. From the results, a faster ramp up during Al-BSF formation yielded better quality than a slower ramp up process due to temperature uniformity of silicon and the aluminium surface. Also, in the Al-BSF formation process, the (111) textured back surface is significantly affected by the ramp up rates compared with the (100) flat back surface.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제31권1호
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• pp.45-67
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• 2008

Ocean climate variables ($1900{\sim}2005$), time series of catches ($1910{\sim}2005$) and body size data were used to assess the year-to-year and decadal scale fluctuations in abundance of the fish populations (Japanese sardine, anchovy, jack mackerel, chub mackerel, Pacific saury and common squid) that have spawning grounds in the East China Sea and its adjacent regions. A negative correlation between the abundance of pelagic fishes (e.g. jack mackerel) in the Tsushima Warm Current (TWC) region and the Kuroshio-Oyashio Current (KOC) region was attributed to the climatic modulation of larval transport and recruitment, which depends on the winter monsoon-induced drift, current systems, and spawning season and site. The changes in abundance and alternation of dominant fish populations in the two regions in the 1930s, 1970s, and late 1980s mirrored changes in the climate indices (ALPI, AOI and MOI). Oscillations in the decadal climate shifts between the two regions led to zonal differences in larval transport and recruitment, and hence differences in the abundance of the pelagic fish populations. During deep Aleutian Lows, as in the 1980s, larval transport from the East China Sea to the KOC region increases in association with the strong winter Asian monsoon, cool regime and increased volume transport of the Kuroshio Current systems, whereas during a weak Aleutian Low (as in the 1990s), larval transport to the TWC region increased in association with a weak winter Asian monsoon, a warm regime, and increased volume transport of the Tsushima current system. We postulate that the increased chub mackerel abundance in the TWC region and the decreased abundance in the KOC region in the 1990s are partly attributed to changes in recruitment and availability to the fishing fleets under the warm regime in the spawning and nursery grounds in the East China Sea in association with the quasi-steady state of mild winter monsoon in the 1990s. The fluctuations in chub mackerel and jack mackerel abundance are under the environment-dependant growth form, although the tropicalization was identified in the TWC region. The density-dependant growth form was found in Japanese sardine populations, but no tropicalization by fishing was identified in the long ($10{\sim}15$ year) periods of abundance despite their short ($3{\sim}4$ year) generation time, suggesting that the environment-dependant growth form drove the changes in abundance. Year-to-year and decadal scale variations in abundance and population structure of the Pacific saury responded to climate regime shifts (1976/1977, 1988/1989), suggesting that the fish is a key bio-indicators for changes in the ecosystem.

• Elastomers and Composites
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• 제46권3호
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• pp.237-244
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• 2011

비보강, 카본블랙, 카본블랙과 실란커플링제, 실리카, 실리카와 실란커플링제 등 5가지의 다른 충전 시스템을 갖는 NR 복합체를 열노화시켰으며, 가속 열노화에 의한 가교밀도 변화를 연구하였다. 가교밀도는 충전 시스템과 관계없이 노화 시간이 경과함에 따라 증가하였다. 노화 온도가 높아질수록 가교밀도는 눈에 띄게 변하였다. 카본블랙으 로 보강된 NR 복합체의 경우, 실란커플링제는 가교밀도를 증가시켰다. 하지만 실리카로 보강된 NR 복합체의 경우에는 $60^{\circ}C$와 $70^{\circ}C$ 노화에서는 가교밀도 증가분이 감소하였으며, $80^{\circ}C$와 $90^{\circ}C$에서는 거의 영향을 주지 않았다. 카본블랙으로 보강된 NR 복합체의 가교밀도 변화에 대한 활성화 에너지는 로그 함수 형태로 지속적으로 증가한 반면, 실리카로 보강된 NR 복합체의 경우에는 노화 시간 30-150일 구간에서는 거의 변화가 없었다. 비보강 시험편의 활성화 에너지 는 노화 시간에 따라 지수 함수 형태로 증가하였다. 실험 결과는 실란커플링제로부터의 황 제공, 실란커플링제에 의한 충전제의 표면 개질, 실리카 표면에서의 가교제 잔류물의 흡착, 그리고 흡착된 가교제 잔류물의 방출 등으로 설명하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제14권2호
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• pp.136-150
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• 2002

시화호의 수질을 개선할 목적으로 배수갑문을 통하여 외해수를 자유롭게 유통하는 방안이 고려되고 있다. 좁은 갑문을 통해 외해와 연결된 하구호는 갑문을 열고 닫는 것에 따라 희석 확산되고 상류 하천의 유입과 바람에 의해서 순환이 영향을 받는다. 이런 하구호의 수질예측목적으로 3타원 유한체적모형인 CE-QUAL-ICM을 3차원의 유한요소 동수역학모형인 TIDE3B와 연계 적응하였다. 서로 다른 두가지의 모형을 접합하여 이용할 때 발생될 수 있는 오차를 질량보존을 만족하면서 최소로 줄일 수 있는 방법을 제시하였다. 실제 관측치와의 비교검증을 통한 후 일년간 모델을 시험한 결과, 미 확정적인 초기조건의 영향을 받아 계산 초기의 60일간의 신뢰성은 의문시 되었다. 그러나 이후에는 부영양화 인자나 다른 수질 인자들이 준정상상태에 다다르는 결과를 보여 초기의 영향을 원만히 다를 수 있는 완화방안이 필요할 것으로 판단되었다. 수체와 저질사이의 반응도 모의하였지만 이 영향은 크지 않아 장기간의 모의에서는 저질의 영향을 고려하지 않아도 무난할 것으로 판단된다. 본 연구에서 새롭게 적용된 기법을 이용한 모의결과는 하구호의 수질개선을 위해 부영양화를 저감하는 것뿐만 아니라 능동적인 순환을 고려하는데 만족스럽게 응용될 수 있는 가능성을 보여주고 있다.