SDC (Samarium doped Ceria) electrolyte was developed for Intermediate temperature SOFC ($500^{\circ}C-800^{\circ}C$) which showed a good electrical conductivity. In this study, we used sintering aids to reduce the SDC sintering temperature down to $1000^{\circ}C$, especially which can help the SOFC scale-up. In order to reduce the SDC sintering temperature, $Li_2CO_3$ and $TiO_2$ were used as a sinering aids for decreasing sintering temperature. $Li_2CO_3$ and $TiO_2$ doped SDC sintered at $1000^{\circ}C$ showed 99% of the theoretical density and higher electrical conductivity than the pure SDC sintered at $1500^{\circ}C$. When measuring the OCV (Open circuit voltage) with the $Li_2CO_3$ and $TiO_2$ doped SDC electrolyte, however, the OCV values were lower than the theoretical OCV values which means that the modified SDC still had electronic conductivity.
본 연구에서는 co-sputtering 시스템을 이용하여 아나타세 TiO2의 도핑 농도 변화에 따른 다성분계 TiO2-ITO (TITO) 박막의 전기적, 광학적, 구조적 특성 변화 및 급속 열처리(RTA) 공정에 따른 전기적, 광학적 특성 변화를 분석하였다. 실험을 위해 아나타세 TiO2 타겟과 ITO 타겟(10 wt% $SnO_2$ doped $In_2O_3$)이 tilted cathode에 장착되었으며, ITO 타겟의 인가전류를 120 W로 고정한 채 아나타세 TiO2 타겟의 인가전류를 증가시킴으로써 도핑 농도를 변화하였다. 제작된 TITO 투명 전극의 전기적, 광학적, 구조적 특성 평가를 위해 four-point probe measurement, Hall effect measurement, UV/Vis. spectrometry, scanning electron microscopy (SEM) 이용하여 각각의 특성을 분석하였다. 상온에서 제작된 TITO의 경우 최적화된 $TiO_2$ 인가전류 100W에서 460.8 ohm/sq. 의 전기적 특성과 가시광선 영역 400~550 nm에서 85% 이상의 광학적 투과율을 확보할 수 있었다. 뿐만 아니라 상온에서 최적화된 TITO 투명 전극의 급속 열처리 시 600$^{\circ}C$ 급속 열처리 조건에서 매우 낮은 25.94 ohm/sq.면저항, $5.1{\times}10^{-4}$ ohm-cm 비저항과 81% 투과율을 확보할 수 있었다. 아나타세 $TiO_2$가 도핑된 TITO 투명 전극의 급속 열처리 공정에도 불구하고 매우 평탄한 표면을 나타냄을 SEM 이미지를 통하여 확인할 수 있었다. 이러한 TITO 투명 전극의 우수한 전기적, 광학적, 구조적 특성은 indium saving 투명 전극으로써 고가 ITO 박막의 대치가능성을 나타낸다.
Positive temperature coefficient of resistivity (PTCR) characteristics of (1-x)$BaTiO_3-x(Bi_{0.5}K_{0.5})TiO_3$ ceramics doped with $Nb_2O_5$ were investigated in order to develop the Pb-free PTC thermistor available at high temperatures of > $120^{\circ}C$. The PTCR characteristics appearing in the ($B_{i0.5}K_{i0.5})TiO_3$ (< 5 mol%) incorporated $BaTiO_3$ ceramics, which might be mainly due to $Bi^{+3}$ ions substituting for $Ba^{+2}$ sites. The 0.99$BaTiO_3-0.01(Bi_{0.5}K_{0.5})TiO_3$ ceramics showed good PTCR characteristics of a low resistivity at room temperature (${\rho}_r$) of $31{\Omega}{\cdot}cm$ a high ${\rho}_{max}/{\rho}_{min}$ ratio of $5.38{\times}10^3$, and a high resistivity temperature factor (${\alpha}$) of $17.8%/^{\circ}C$. The addition of $Nb_2O_5$ to 0.99$BaTiO_3-0.01(Bi_{0.5}K_{0.5})TiO_3$ ceramics further improved the PTCR characteristics. Especially, 0.025 mol% $Nb_2O_5$ doped 0.99$BaTiO_3-0.01(Bi_{0.5}K_{0.5})TiO_3$ ceramics exhibited a significantly increased ${\rho}_{max}/{\rho}_{min}$ ratio of $8.7{\times}10^3$ and a high ${\alpha}$ of $18.6%/^{\circ}C$, along with a high $T_c$ of $148^{\circ}C$ despite a slightly increased ${\rho}_r$ of $31{\Omega}{\cdot}cm$.
본 연구에서는 선형 대향 타겟 스퍼터(Linear Facing Target Sputtering: LFTS) 시스템을 이용하여 성막한 Ti-doped In2O3 (TIO) 투명 전극의 전기적, 광학적 특성을 연구하였다. LFTS 시스템을 이용하여 유리기판 위에 TIO 박막을 증착시킬 때, 타겟과 기판 사이의 거리(Target-to-Substrate Distance)를 30 mm, 타겟과 타겟 사이의 거리(Target-to-Target Distance)를 65 mm, Ar/$O_2$ 가스의 비율 100:1로 각각 고정한 후, TIO 타겟에 인가되는 DC 파워와 공정압력을 변수로 TIO 박막을 하였다. LFTS 공정을 이용한 TIO 투명전극의 성막 공정 중 DC파워와 공정압력 변화에 따른 구조적, 표면적 특성 변화는 field-effect scanning electron microscopy (FE-SEM) 과 x-ray diffractometry (XRD) 분석을 통해 관찰되었다. 이렇게 증착된 200 nm 두께의 TIO 투명전극은 급속열처리 시스템으로 700도에서 후 열처리를 진행하였으며 상온에서 217.5 ohm/sq의 면저항을 나타내는 TIO박막이 열처리후 35 ohm/sq로 면저항이 급격히 감소됨을 확인하였다. 뿐만 아니라 열처리후 가시광선 영역 (400~800 nm)에서의 TIO 박막의 평균 투과율이 81.02%에서 83.4%로 향상됨을 UV/visible spectrometry 분석을 통해 확인하였다. 본 연구에서는 다양한 분석을 통해 TIO 박막의 특성과 ITO와 구별되는 다양한 장점을 소개한다.
In this study, We have been investigated the effect of calcination temperature and high-energy ball-milling of powder influences the $BaTiO_3$-based PTCR(Positive Temperature coefficient Resistance) characteristics and microstructure. The mixed powder was obtained from $BaCO_3$, $TiO_2$, $CeO_2$ ball-milled in attrition mill. The mixed powder was calcine from 1000 $^{\circ}C$ to 1200 $^{\circ}C$ in air and then it was sintered in reduction- re-oxidation atmosphere. As a result, The room-temperature electrical resistivity decreased and increased with increasing calcination temperature. specially, Attrition milled powder could have low room-temperature resistivity and high PTC jump order at 1100 $^{\circ}C$. attrition milling had lower room-temperature resistivity than ball milling. Particle size decreased by Attrition milling of powder influences in calcination temperature and room-temperature resistivity.
$(Ba_{0.6-x}Sr_{0.4}Ca_x)TiO_3+yAl_2O_3$ wt% (x=0.10, 0.15, 0.20, y=0.5 $\sim$ 3.0) specimens were fabricated by the mixed-oxide method and then the structural properties as a function of the composition ratio and $Al_2O_3$ contents were studied. All BSCT specimens showed dense and homogeneous structure without the presence of the seconds phase. The sintered density was decreased with increase ad $Al_2O_3$ content. The Curie temperature and dielectric constant at room temperature decreased with increasing $Al_2O_3$ content. The dielectric constant and dielectric loss of the doped-0.5 wt% $Al_2O_3$ BSCT(50/40/10) specimen were about 3131 and 0.932% at 1KHz, respectively.
BST(66/34) and BSCT(60/30/10) ceramics were prepared by mixed oxide method and studied about the microstructural and dielectric properties with $Y_2$O$_3$, Dy$_2$O$_3$, La$_2$O$_3$, MnCO$_3$. The grain size of undoped BST was 20~30 ${\mu}{\textrm}{m}$, but that of BST, doped content of MnCO$_3$ was 0.1 mol%, was decreased with increasing the contents of $Y_2$O$_3$. As the content of $Y_2$O$_3$ was Increased, Tc was shifted to lower temperature and dielectric constant at Tc was decreased. The dielectric constant of doped BSCT(60/30/10) ceramics ( 0.9 mol% $Y_2$O$_3$. and 0.1 mol% MnCO$_3$) was about 8, 000 at Tc( 22$^{\circ}C$ ).
현재의 태양전지에 사용되는 wafer는 원가저감을 위해 점점 얇아지고 있는 추세이다. 하지만 wafer가 얇아질수록 장파장 영역의 광자는 충분히 활용할 수 없게 된다. 대부분의 광자는 50um 지점에 도달하였을 때 그 역할을 다하고 소멸하게 되며, 특히 800nm 이상의 장파장에 대한 generation rate는 wafer 두께에 따라 급격한 차이를 보이게 된다. 따라서 장파장 영역의 광자를 효율적으로 사용할 뿐만 아니라 원가 저감을 위해 더욱 얇아지고 있는 추세의 wafer의 장파장 이용을 보상하기 위해서 TCO를 이용한 back-reflector의 역할은 가장 좋은 해결책이 될 것이다. 본 연구에서는 Macleod를 이용하여 ZnO, Al-doped ZnO, TiN, TiO2와 같은 다양한 TCO 물질에 대한 다양한 simulation을 실시 하여 reflectance 특성을 알아보았다. 상기 simulation결과로써 Al-doped ZnO가 가장 reflectance 특성이 좋게 나타났었으며 이를 이종접합 태양전지에 적용하여 광학적 및 전기적 특성 변화에 대해서 분석하였다.
Kim, Jung-Hye;Son, Dae-Ho;Kim, Dae-Hwan;Kang, Jin-Kyu;Ha, Ki-Ryong
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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pp.200-200
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2010
In recent times, metal oxide semiconductors thin films transistor (TFT), such as zinc and indium based oxide TFTs, have attracted considerable attention because of their several advantageous electrical and optical properties. There are many deposition methods for fabrication of ZnO-based materials such as chemical vapor deposition, RF/DC sputtering and pulsed laser deposition. However, these vacuum process require expensive equipment and result in high manufacturing costs. Also, the methods is difficult to fabricate various multicomponent oxide semiconductor. Recently, several groups report solution processed metal oxide TFTs for low cost and non vacuum process. In this study, we have newly developed solution-processed TFTs based on Ti-related multi-component transparent oxide, i. e., InTiO as the active layer. We propose new multicomponent oxide, Titanium indium oxide(TiInO), to fabricate the high performance TFT through the sol-gel method. We investigated the influence of relative compositions of Ti on the electrical properties. Indium nitrate hydrate [$In(NO^3).xH_2O$] and Titanium isobutoxide [$C_{16}H_{36}O_4Ti$] were dissolved in acetylacetone. Then monoethanolamine (MEA) and acetic acid ($CH_3COOH$) were added to the solution. The molar concentration of indium was kept as 0.1 mol concentration and the amount of Ti was varied according to weighting percent (0, 5, 10%). The complex solutions become clear and homogeneous after stirring for 24 hours. Heavily boron (p+) doped Si wafer with 100nm thermally grown $SiO_2$ serve as the gate and gate dielectric of the TFT, respectively. TiInO thin films were deposited using the sol-gel solution by the spin-coating method. After coating, the films annealed in a tube furnace at $500^{\circ}C$ for 1hour under oxygen ambient. The 5% Ti-doped InO TFT had a field-effect mobility $1.15cm^2/V{\cdot}S$, a threshold voltage of 4.73 V, an on/off current ratio grater than $10^7$, and a subthreshold slop of 0.49 V/dec. The 10% Ti-doped InO TFT had a field-effect mobility $1.03\;cm^2/V{\cdot}S$, a threshold voltage of 1.87 V, an on/off current ration grater than $10^7$, and a subthreshold slop of 0.67 V/dec.
$(Ba_{1-x}Sr_{0.4}Ca_x)TiO_{3}$ (x=0.10, 0.15, 0.20) powders were prepared by the sol-gel method and BSCT thick films were fabricated by the screen-printing method. Their structural and dielectric properties were investigated with variation of composition ratio and $Al_{2}O_{3}$ doping contents. As results of the X-ray diffraction and microstructure analysis, the grain size of BSCT thick films was decreased with increasing $Al_{2}O_{3}$ amount. The thickness of BSCT thick films by 4-coating/drying is about $110{\sim}120{\mu}m$. The tunability increased with decreasing Ca content, and the BSCT(50/40/10) specimen doped with 1.0wt% $Al_{2}O_{3}$ showed the highest value of 12.94% at 5kV /cm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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