• 제목/요약/키워드: XRD분석

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Preparation and Characterization of Elastomeric Solid Electrolyte Based on $PEO-EDA-LiClO_4$ Blends ($PEO-EDA-LiClO_4$ 블렌드계 탄성체 전해질의 제조와 특성)

  • Chang, Young-Wook;Joo, Hyun-Seok
    • Elastomers and Composites
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    • v.39 no.1
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    • pp.36-41
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    • 2004
  • Solid polymer electrolytes were prepared by UV irradiation of the blends consisting of poly(ethylene oxide)(PEO), epoxy diacrylate(EDA) and LiClO_4$. Conductivities of the electrolyte films were measured as a function or blend composition, salt concentration and temperature. The electrolyte having the composition of poly(ethylene oxide) (70% by weight)/epoxy diacrylate (30% by weight) with mole ratio of 10 of ethylene $oxide/Li^+$ exhibited a high ionic conductivity of $1.2{\times}10^{-5} S/cm$ at $25^{\circ}C$. This blend is transparent and shows elastomeric properties. Morphological studies by means of differential scanning calorimetry, X-ray diffraction and polarized optical microscopy indicated that the cured epoxy chains in the blends inhibit the crystallization of poly (ethylene oxide) and thereby induce the blend systems to be completely amorphous in certain compositions.

화합물 반도체 Cu(InGa)Se2박막 태양전지의 제작과 태양광발전 활용

  • Kim, Je-Ha;Jeong, Yong-Deok;Bae, Seong-Beom;Park, Rae-Man;Han, Won-Seok;Jo, Dae-Hyeong;Lee, Jin-Ho;Lee, Gyu-Seok;Kim, Yeong-Seon;O, Su-Yeong
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.8.2-8.2
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    • 2009
  • 구리(Cu)-인듐(In)-갈륨(Ga)-셀레늄(Se)의 4 원소 화합물 반도체인 Cu(InGa)$Se_2$ (CIGS) 태양전지 세계 최고 셀효율은 2008년 현재 19.9% 로서 박막형 태양전지 중 가장 높은 효율을 보이고 있다. 이는 다결정(폴리) 실리콘 태양전지의 20.3%와 대등한 수준이다. 이 CIGS 태양전지는 제조단가를 표준 결정형 실리콘 태양전지 대비 50% 대로 획기적으로 낮출 수 있어 가장 경쟁력이 있는 차세대 재료로 꼽히고 있다. 본 연구에서는 CIGS태양전지를 고진공 물리 증작법으로 제작하였으며 표면과 박막의 순도를 외부오염을 방지하기 위하여 후면전극, 광흡수체 및 전면전극을 동일 진공에서 제작할 수 있는 멀티 챔버 클러스터 증착 시스템을 이용하였다. 기판으로 소다라 임유리, 후면전극으로 Mo, 전면전극으로 I-ZnO/Al:ZnO 및 ITO를 이용하였다. 버퍼층으로 CdS를 chemical bath deposition (CBD)를 이용하였다. 소자는 무반사막을 사용하지 않고 Al/Ni전극 그리드를 이용하였다. 이 소자로부터 0.22 $cm^2$에서 16%의 효율을 얻었다. 각 박막층 간 계면의 분석을 전기적인 특성, ellisometry에 의한 광특성, 표면과 결정성에 대한 SEM 및 XRD의 특성을 보고한다. 또한, 대표적 화합물 반도체 박막 태양전지인 CIGS 태양전지의 기술의 현황, 학문적인 과제 및 실용화의 문제점을 발표하기로 한다.

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CIGS 태양전지 용액전구체 paste공정 연구

  • Park, Myeong-Guk;An, Se-Jin;Yun, Jae-Ho;Kim, Dong-Hwan;Yun, Gyeong-Hun
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.27.1-27.1
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    • 2009
  • Chalcopyrite구조의CIS 화합물은 직접천이형 반도체로서 높은 광흡수 계수 ($1\times10^5\;cm^{-1}$)와 밴드갭 조절의 용이성 및 열적 안정성 등으로 인해 고효율 박막 태양전지용 광흡수층 재료로 많은 관심을 끌고 있다. CIS 계 물질에 속하는 $Cu(InGa)Se_2$ (CIGS) 태양전지의 경우 박막 태양전지 중 세계 최고 효율인 20%를 달성한 바 있으며, 이는 기존 다결정 웨이퍼형 실리콘 태양전지의 효율에 근접하는 수치이다. 그러나 이러한 우수한 효율에도 불구하고 박막 증착시 동시증발장치 혹은 스퍼터링장치와 같은 고가 진공장비를 사용하게 되면 공정단가가 높을 뿐만 아니라 사용되는 재료의 20-50%의 손실을 감수해야만 한다. 또한 대면적 Cell제작에 어려움이 있기 때문에 기술개발 이후의 상용화 단계를 고려할 때 광흡수층 박막 제조 공정단가를 획기적으로 낮출 수 있고 대면적화가 용이한 신 공정 개발이 필수적이다. 이러한 관점에서 비진공 코팅방법에 의한 CIS 광흡수층 제조 기술은 CIS 태양전지의 저가화 및 대면적화를 가능케 하는 차세대 기술로 인식되고 있고 최근 급속한 발전을 이루고 있는 미세 입자 합성, 제어 및 응용 기술에 부합하여 많은 세계 연구기관 및 기업체에서 활발히 연구를 진행하고 있다. 비진공 방식에 의한 CIS 광흡수층 제조 기술은 전구체 물질의 형태에 따라 크게 입자형 전구체를 사용하는 방법과 용액 전구체를 사용하는 방법으로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 용액 전구체를 paste 공정으로 실험하였다. 이는 용액전구체 물질 제조가 입자형 전구체 제조에 비해 매우 간단하고, 전구체 물질 내 구성원소의 원자비를 쉽게 조절할 수 있다는 장점 및 사용효율이 높아 소량의 source로도 박막 제작이 가능해 공정 단가 절감에 큰 효과가 기대되기 때문이다. 실험에 사용 된 용액전구체는 $Cu(NO_3)$$InCl_3$, $Ga(NO_3)$를 Cu, In, Ga 출발 물질로 선정하여 이를 메탄올에 완전히 용해시켜 binder인 셀룰로오즈와 메탄올을 섞은 용액과 혼합하여 전구체 슬러리를 형성하였다. 이 슬러리를 paste공정으로 precursor막을 입히고 저온 건조 후 Se 분위기에서 열처리하여 CIGS박막을 얻을 수 있었다. 박막의 특성을 XRD, SEM, AES, TGA등으로 분석하였다.

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MOCVD 법에 의한 Ruthenium 박막의 증착 및 특성 분석

  • 강상열;최국현;이석규;황철성;석창길;김형준
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 1999.07a
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    • pp.152-152
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    • 1999
  • 1Gb급 이상 기억소자의 캐패시터 재료로 주목받고 있는 (Ba,Sr)TiO3 [BST] 박막의 전극재료로는 Pt, Ru, Ir과 같은 금속전극과 RuO2, IrO2와 산화물 전도체가 유망한 것으로 알려져 있다. 그런데, DRAM의 집적도가 증가하게 되면, BST같은 고유전율 박막을 유전재료로 사용한다 하더라도, 3차원적인 구조가 불가피하게 때문에 기존의 sputtering 방법으로는 우수한 단차피복성을 얻기 힘들므로, MOCVD법이 필수적이다. 본 연구에서는 기존에 연구되었던 Pt에 비해 식각특성이 우수하고, 비교적 낮은 비저항을 갖는 Ru 박막증착에 대한 연구를 행하였다. 본 연구에서는 수직형의 반응기와 저항 가열 방식의 susceptor로 구성된 저압 유기금속 화학증착기를 사용하여 최대 6inch 직경을 갖는 기판 위에 Ru박막을 증착하였다. Precursor로는 기존에 연구된 적이 없는 bis-(ethyo-$\pi$-cyclopentadienyl)Ru (Ru(C5H4C2H5)2, [Ru(EtCp)2])를 사용하였으며, bubbler의 온도는 85$^{\circ}C$로 하였다. Si, SiO2/Si를 사용하였으며, 증착온도 25$0^{\circ}C$~40$0^{\circ}C$, 증착압력 3Torr의 조건에서 Ru 박막을 증착하였다. Presursor를 운반하는 수송기체로는 Ar을 사용하였으며, carbon과 같은 불순물의 제거를 위해 O2를 첨가하였다. 증착된 박막은 XRD, SEM, 4-point probe등을 통해 구조적, 전기적 특성을 평가하였으며, 열역학 계산을 위해서는 SOLGASMIX-PV프로그램을 사용하였다. Ru 박막의 증착에 있어서 산소의 첨가는 필수적이었으며, Ru 박막의 증착속도는 30$0^{\circ}C$~40$0^{\circ}C$의 온도 영역에서 200$\AA$/min으로 일정하였으며, 첨가된 산소의 양이 적을수록 더 치밀하고 평탄한 표면형상을 보였으며, 또한 더 낮은 전기 전도도를 보였다. 그리고 증착된 박막은 12~15$\mu$$\Omega$cm 정도의 낮은 비저항 값을 나타냈으며 이것은 기존의 sputtering 법에 의해 증착된 Ru 박막의 비저항 값들과 비교될만하다. 한편, 높은 온도, 높은 산소분압 조건에서 RuO2의 형성을 관찰하였으며, 이것은 열역학적인 계산을 통해서 잘 설명할 수 있었다.

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Characterization of $YBa_2Cu_3O_{7-x}F_y$ Superconducting Materials Made by a Sol-Gel Process (졸-겔법으로 제조한 $YBa_2Cu_3O_{7-x}F_y$ 초전도물질의 특성분석)

  • 김봉흡;강형부;김현택
    • The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers
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    • v.41 no.5
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    • pp.525-532
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    • 1992
  • Fluorine-doped YBaS12TCuS13TOS17-xTFS1yT superconducting materials with y varing two orders of magnitude form 0.02 to 2.0 have been prepared by a sol-gel process by using metal nitrate salts, sodium hydroxide and sodium fluoride. Fluorine contents have been measured using an ion-selective electrode. All fluorine doped as reactant were found to be present in the resulted samples. From the observation of XRD it has been concluded that the samples with y 0.2 formed simply the single phase of perovskite structure, whereas those with y 0.5 yielded together some compounds such as BaFS12T, YFS13T and CuO in the resulted samples. The observation of solid state S019TF NMR has been carried out in order to check whether fluorine was actually incorporated into the lattice sites, and the experimental results revealed that the mole ratio of fluorine incorporated into the lattice sites of YBaS12TCuS13TOS17-xT was approximately 0.2 per mole of the compound. Also electrical resistivity measurement indicated that onset transition temperature has the tendency to increase slightly with increasing y in the dilute region as y 0.2.

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Photovoltaic Properties of Cu(In1Ga)Se2Thin film Solar Cells Depending on Growth Temperature (성장온도에 따른 Cu(In1Ga)Se2박막 태양전지의 광전특성 분석)

  • 김석기;이정철;강기환;윤경훈;송진수;박이준;한상옥
    • Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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    • v.16 no.2
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    • pp.102-107
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    • 2003
  • This study puts focus on the optimization of growth temperature of CIGS absorber layer which affects severely the performance of solar cells. The CIGS absorber layers were prepared by three-stage co-evaporation of metal elements in the order of In-Ga-Se. The effect of the growth temperature of 1st stage was found not to be so important, and 350$^{\circ}C$ to be the lowest optimum temperature. In the case of growth temperature at 2nd/3rd stage, the optimum temperature was revealed to be 550$^{\circ}C$. The XRD results of CIGS films showed a strong (112) preferred orientation and the Raman spectra of CIGS films showed only the Al mode peak at 173cm$\^$-1/. Scanning electron microscopy results revealed very small grains at 2nd/3rd stage growth temperature of 480$^{\circ}C$. At higher temperatures, the grain size increased together with a reduction in the number of the voids. The optimization of experimental parameters above mentioned, through the repeated fabrication and characterization of unit layers and devices, led to the highest conversion efficiency of 15.4% from CIGS-based thin film solar cell with a structure of Al/ZnO/CdS/CIGS/Mo/glass.

Electrochemical Formation and Characterization of III-V Compound Semiconductor InSb Nanowires (III-V족 화합물 반도체 InSb 나노와이어의 전기화학적 합성 및 특성 평가)

  • Lee, Kwan-Hyi;Lee, Jong-Wook;Park, Ho-Dong;Jeung, Won-Young;Lee, Jong-Yup
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.8 no.3
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    • pp.130-134
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    • 2005
  • To the best knowledge, the formation and characterization of InSb nanowires have not been reported yet in spite of its good characteristics as a III-V compound semiconductor. The nanowire arrays were potentiostatically electrodeposited in a mixing solution of indium chloride, antimony chloride, citric acid, and potassium citrate according to our previous work on the electrodeposition of the stoichiometric InSb films. The electrical properties of nanowire arrays were measured by semiconductor parameter analyzer, and the microstructural analysis of the nanowires was conducted by employing XRD. Our experimental results indicate that the InSb nanowires have a highly preferred orientation of (220) direction and also exhibit electrical characteristics of n-type semiconductors which we, however, similar to semi-metals mainly due to their narrow band-gap and high electron mobility.

Synthesis and Characterizations of Mn1+XCo2-XO4 Solid Solution Catalysts for Highly Efficient Li/Air Secondary Battery (고효율의 리튬/공기 이차전지 공기전극용 Mn1+XCo2-XO4 고용체 촉매 합성 및 분석)

  • Park, Inyeong;Jang, Jaeyong;Lim, Dongwook;Kim, Taewoo;Shim, Sang Eun;Park, Seok Hoon;Baeck, Sung-Hyeon
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.18 no.4
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    • pp.137-142
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    • 2015
  • $Mn_{1+X}Co_{2-X}O_4$ solid solutions with various Mn/Co ratios were synthesized by a combustion method, and used as cathode catalysts for lithium/air secondary battery. Their electrochemical and physicochemical properties were investigated. The morphology was examined by transmission electron microscopy (TEM), and the crystallinity was confirmed by X-ray diffraction (XRD) analyses. For the measurement of electrochemical properties, charge and discharge measurements were carried out at a constant current density of $0.2mA/cm^2$, monitoring the voltage change. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) analyses were also employed to examine the change in charge transfer resistance during charge-discharge process. $Mn_{1+X}Co_{2-X}O_4$ solid solutions showed enhanced cycleability as a cathode of Li/air secondary battery, and the performance was found to be strongly dependent on Mn/Co ratio. Among synthesized catalysts, $Mn_{1.5}Co_{1.5}O_4$ exhibited the best performance and cycleability, due to high charge transfer rate.

Soil Components and Elution Characteristics of Heavy Metals in Sediments of Andong and Imha Reservoir (안동・임하호 저니토의 토양 성분과 중금속 용출 특성)

  • Seo, Eulwon;Kim, Younjung;Baek, Seungcheol
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.9 no.4
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    • pp.47-52
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    • 2008
  • In this study, it was analyzed the soil components and elution characteristics of heavy metal ions in sediment samples to examine the effect of sediments embedded in Andong and Imha reservoirs on water quality. Major elements of sediments were shown to be Al, Si, K, and Fe by EDS analysis and major soil components of the collected 6 different sediments were illite (I), kaolinite (Ka), quartz (Q) and feldspar (F). And especially quartz took up a considerable part of sediments by XRD analysis. The total concentrations of Zn, As, Cr, Cu and Pb in sediments of Andong reservoir were relatively higher than those of Imha reservoir. The elution property of heavy metal from sediments had various aspects according to pH. Among the heavy metals in Andong reservoir sediments, As and Zn were significantly eluted at pH 6 compared with the other heavy metals. In the case of the adsorption tests using the sediments, the adsorptive capacities of Zn, Cd and Cu were very weak, on the while those of Pb and Cr were high.

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Preparation of AlN Powder Using Mesoporous Alumina and Its Characterization (메조포러스 알루미나를 이용한 AlN 분말 제조 및 특성분석)

  • Kim, Eun Bee;Lee, Yoon Joo;Shin, Dong Geun;Kwon, Woo Teck;Kim, Soo Ryong;Kang, Mi Sook;Kim, Young Hee
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.51 no.6
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    • pp.544-548
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    • 2014
  • Aluminum nitride was synthesized using a carbothermal method from mesoporous alumina having a high surface area (> $1,000m^2/g$) as an aluminum source and CNTs (carbon nano tubes) as a carbon source. In this case the mesoporous alumina was used as the starting material instead of ${\alpha}-Al_2O_3$ with the expectation that the mesopores in mesoporous alumina act as channels for N2 gas and elimination of CO generated as by-product. It is also expected that the synthetic temperature should be lower compared to the use of ${\alpha}-Al_2O_3$ as a starting material due to its high surface area. The crystallinity of the produced aluminum nitride was studied by XRD and FT-IR, and the microstructure was investigated by FE-SEM. Also the purity of the aluminum nitride was analyzed through N/O determinator and ICP analysis.