• Title/Summary/Keyword: ZnO/Si

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실리콘 이종접합 태양전지의 TCO/a-Si:H 계면 특성 연구 (The effects of TCO/a-Si:H interface on silicon heterojunction solar cell)

  • 탁성주;강민구;박성은;이승훈;정대영;김찬석;이정철;김원목;김동환
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.88-88
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    • 2009
  • 실리콘 이종접합 태양전지 제작을 위한 주요 요소기술 중 TCO/a-Si:H 간의 계면 특성은 태양전지 효율을 결정하는 주요 인자이다. 일반적으로 투명전도 산화막으로는 ZnO:Al 또는 ITO 가 사용되고 있으며 Zn, In, Sn, O 등의 확산과 Si원소의 확산으로 TCO/a-Si:H 계면에서 $SiO_x$가 생성되어 태양전지 충진률을 감소시키는 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 TCO/a-Si 계면에서 확산을 방지 하면서 패시베이션 역할을 하는 완충층을 삽입하여 실리콘 이종접합 태양전지의 효율을 높이는 연구를 수행하였다. 완충층으로 사용된 ZnO:Al의 수소화와 Zn 박막, $TiO_2$ 박막의 전기 광학적 특성을 분석하였고 AES 분석을 통해 $SiO_x$의 생성과 각 원소의 확산정도를 분석하고, CTLM을 이용하여 TCO/완충층/a-Si 간의 접촉저항을 측정하였다. 결과적으로 완충층으로 사용된 $TiO_2$(5nm)는 광특성에 큰 감소요인 없이 전기적 특성과 접촉저항 특성이 우수하였으며, 원소들간의 확산방지층으로도 우수한 특성을 보였다. ZnO:Al의 수소화는 SIMS 분석 결과 수소원소들이 계면쪽에 위치하지 않고 표면쪽에 다수 존재함으로써 패시베이션 특성을 크게 보이지 않았으나 AZO 박막의 전기적 특성은 크게 향상 시켰다. 그밖에 완충층으로 사용된 Zn 박막은 두께가 두꺼원 질수록 접촉저항의 감소를 가져왔으나 광학적 특성이 크게 감소하면서 효율적인 광포획 특성을 가지지 못하였다. 본 연구를 통하여 TCO/a-Si:H 간의 완충층 삽입을 통해 접촉저항을 낮추고 원소간의 확산을 억제하여 계면 패시베이션 특성을 향상 시킬수 있었다.

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방전플라즈마 소결법을 이용한 ZnS-SiO2 복합재료의 제조와 기계적 특성 (Fabrication of ZnS-SiO2 Composite and its Mechanical Properties)

  • 신대훈;김길수;이영중;조훈;김영도
    • 한국분말재료학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.1-5
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    • 2008
  • ZnS-$SiO_2$ composite is normally used for sputtering target. In recent years, high sputtering power for higher deposition rate often causes crack formation of the target. Therefore the target material is required that the sintered target material should have high crack resistance, excellent strength and a homogeneous microstructure with high sintered density. In this study, raw ZnS and ZnS-$SiO_2$ powders prepared by a 3-D mixer or high energy ball-milling were successfully densified by spark plasma sintering, the effective densification method of hard-to-sinter materials in a short time. After sintering, the fracture toughness was measured by the indentation fracture (IF) method. Due to the effect of crack deflection by the residual stress occurred by the second phase of fine $SiO_2$, the hardness and fracture toughness reached to 3.031 GPa and $1.014MPa{\cdot}m^{1/2}$, respectively.

Synthesis and Characterization Of Green- and Yellow-Emitting Zinc Silicate Thin Films Doped with Manganese

  • Cho, Yeon Ki;Kim, Joo Han
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.546-546
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    • 2013
  • Zinc silicate ($Zn_2SiO_4$) has been identified as a suitable host material for a wide variety of luminescent activators, such as transition metal and rare earth elements. In particular, manganese-activated $Zn_2SiO_4$ exhibits highly efficient photoluminescenceand cathodoluminescence, which allows this material to be used in fluorescent lamps and display applications. In this study, we investigated the green and yellow luminescence from Mn-doped $Zn_2SiO_4$ thin films that were synthesized using radio frequency magnetron sputtering followed by annealing at $600{\sim}1,200^{\circ}C$ The refractive index of the $Zn_2SiO_4$: Mn films showed normal dispersion behavior. It was found that the $Zn_2SiO_4$: Mn films annealed at $800^{\circ}C$ ossessed a mixture of alpha and beta phases. The obtained photoluminescence spectrum consisted of two emission bands centered at 525 nm in the green range and 574 nm in the yellow range. The green luminescence originates from the divalent Mn ions in alpha phase of $Zn_2SiO_4$, while the yellow luminescence comes from the divalent Mn ions in beta phase. The films annealed at and above $900^{\circ}C$ xhibited only the alpha phase. The broad PL excitation band was observed ranging from 220 to 300 nm with a maximum at around 243 nm.

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Synthesis and Light Emission from ZnO-Coated Silicon Nanorods

  • Kim, Hyun-Su;Jin, Chang-Hyun;Park, Sung-Hoon;Kim, Hyoun-Woo;Lee, Chong-Mu
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제33권7호
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    • pp.2333-2337
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    • 2012
  • We report the synthesis and thermal annealing of Si-core/ZnO-shell nanorods using a two-step process comprising the metal-assisted electroless etching of Si and the sputter deposition of ZnO. Transmission electron microscopy and X-ray diffraction analysis showed that the cores of the annealed core-shell nanorods were single crystal diamond cubic-type Si, whereas the shells of the annealed core-shell nanorods were single crystal wurtzite-type ZnO. The PL spectra of Si nanorods consisted of a broad red emission band and a weaker blue emission band. The major emission band of Si nanorods was shifted from 700 nm (in the red region) to 440 nm (in the violet region) by ZnO coating. The violet emission of the core-shell nanorods was enhanced in intensity considerably by annealing in an oxidizing atmosphere. The origin of the PL enhancement by annealing is also discussed.

MOCVD를 이용해 성장한 n-ZnO/p-Si 이종접합 다이오드의 전기적 특성 평가 (Electrical characterization of n-ZnO/p-Si heterojunction diode grown by MOCVD)

  • 한원석;공보현;김동찬;조형균
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2007년도 춘계학술발표회 초록집
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    • pp.143-144
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    • 2007
  • 저온 성장이 가능한 MOCVD를 이용하여 단결정 p-Si 기판위에 n-ZnO를 산소분압을 달리하여 성장하였다. 산소유량에 따른 이종접합 다이오드의 전기적 특성을 평가하기위하여 n-ZnO의 전기전도도, 이동도, 캐리어 농도를 측정하였으며, 소자에 저항성 접촉(ohmic contact) 전극을 형성하여 전류-전압 특성을 파악하였다.

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Hydrogenation of Ethyl Acetate to Ethanol over Bimetallic Cu-Zn/SiO2 Catalysts Prepared by Means of Coprecipitation

  • Zhu, Ying-Ming;Shi, Xin Wang Li
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권1호
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    • pp.141-146
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    • 2014
  • A series of bimetallic Cu-Zn/$SiO_2$ catalysts were prepared via thermal decomposition of the as-synthesized $CuZn(OH)_4(H_2SiO_3)_2{\cdot}nH_2O$ hydroxides precursors. This highly dispersed Cu-solid base catalyst is extremely effective for hydrogenation of ethyl acetate to ethanol. The reduction and oxidation features of the precursors prepared by coprecipitation method and catalysts were extensively investigated by TGA, XRD, TPR and $N_2$-adsorption techniques. Catalytic activity by ethyl acetate hydrogenation of reaction temperatures between 120 and $300^{\circ}C$, different catalyst calcination and reduction temperatures, different Cu/Zn loadings have been examined extensively. The relation between the performance for hydrogenation of ethyl acetate and the structure of the Cu-solid base catalysts with Zn loading were discussed. The detected conversion of ethyl acetate reached 81.6% with a 93.8% selectivity of ethanol. This investigation of the Cu-Zn/$SiO_2$ catalyst provides a recently proposed pathway for ethyl acetate hydrogenation reaction to produce ethanol over Cu-solid base catalysts.

$Zn_{2-x-y}SiO_4:Mn_x,\;M_y$계 형광체의 발광특성 (Photoluminescence Properties of $Zn_{2-x-y}SiO_4:Mn_x,\;M_y$ Phosphors)

  • 조봉현;손기선;박희동;장현주;황택성
    • 대한화학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.206-212
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    • 1999
  • 본 연구의 목적은 기존의 $Zn_2SiO_4:Mn$형광체에 새로운 co-dopant를 첨가하여 발광특성을 향상시키는 것이다. co-dopant로서 선정한 Mg와 Cr이온들은 Zn자리를 치환하는 것으로 알려져 있으며 실제로 co-doping 시 각각 발광휘도와 decay time을 개선시키는 효과를 거두었다. $Zn_2SiO_4:Mn$에 Mg와 Cr이온들이 co-doping될 시에는 lattice 및 $Mn^{2+}$의 에너지 준위를 변화시키는 것으로 추정되어 발광휘도 및 decay time의 변화를 일으키는 것으로 해석된다. 특히 이 원소들은 발광과정에 긍정정인 영향을 끼쳐 Mg는 발광휘도를 중가시키고 Cr은 decay time을 감소시키는 결과를 얻었다. $Zn_2SiO_4:Mn,\;Mg$ 형광체의 발광휘도 개선은 DV-X${\alpha}$ embedded cluster 계산방법으로 설명할 수 있었고 반면에 $Zn_2SiO_4:Mn,\;Cr$ 형광체가 decay time을 줄이는 원인은 Mn이온과 Cr이온사이에 energy transfer가 일어나 발생되는 것으로 추정된다.

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아연결정유약의 결정 생성 및 제어를 위한 Zn2TiO4 활용 연구 (Application of Zn2TiO4 for nucleation and control of willemite crystalline glaze)

  • 이현수
    • 한국결정성장학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.154-161
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    • 2017
  • Anatase 형 $TiO_2$에 의해 저온에서 생성되는 $Zn_2TiO_4$는 willemite($Zn_2SiO_4$) 결정 전구체로 유약 내 willemite 생성에 매우 큰 영향을 준다. 안정적인 willemite 생성 및 위치 제어를 위해 $Zn_2TiO_4$를 활용하였다. 합성된 $Zn_2TiO_4$를 화장토(engobe)에 15 wt% 첨가하여 도포하면 유약 내에 결정의 생성과 위치를 조절할 수 있다. 발색제가 고용된 $Zn_2TiO_4$를 화장토에 적용하면 결정부분에만 발색효과를 얻을 수 있다. $Zn_2TiO_4$를 화장토(engobe)로 적용하면 한 번의 시유로 결정의 생성유무와, 위치, 색상 등을 임의로 조절할 수 있고 유약의 장식 효과를 높일 수 있다.

a-, c-, m-면방향의 4H-SiC 기판에 형성된 ZnO 나노선 가스센서의 300℃에서 CO 가스 감지 특성 (CO Gas Sensing Characteristic of ZnO Nanowires Based on the a-, cand m-plane Oriented 4H-SiC Substrate at 300℃)

  • 정경환;이정호;강민석;구상모
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제26권6호
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    • pp.441-445
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    • 2013
  • ZnO nanowires on the a-, c- and m-plane oriented 4H-SiC substrates were grown by using a high temperature tube furnace. Ti/Au electrodes were deposited on ZnO nanowires and a-, c- and m-plane 4H-SiC substrates, respectively. The shape and density of the ZnO nanowires were investigated by field emission scanning electron microscope. It was found that the growth direction of nanowires depends strongly on growth parameters such as growth temperature and pressure. In this work, The sensitivity of nanowires formed a-, c- and m-plane oriented 4H-SiC gas sensor was measured at $300^{\circ}C$ with CO gas concentration of 80%. The nanowires grown on a-plane oriented 4H-SiC show improved sensing performance than those on c- and m-plane oriented 4H-SiC due to the increased density of nanowire on a-plane 4H-SiC.