• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제29권8호
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• pp.505-509
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• 2016

We have investigated the characteristics of amorphous silicon (a-Si) thin-film solar cell by inserting barrier layer. The conversion efficiency of a-Si thin-film solar cells on graphite substrate shows nearly zero because of the surface roughness of the graphite substrate. To enhance the performance of solar cells, the surface morphology of the back side were modified by changing the barrier layer on graphite. The surface roughness of graphite substrate with the barrier layer grown by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) reduced from ~2 um to ~75 nm. In this study, the combination of the barrier layer on graphite substrate is important to increase solar cell efficiency. We achieved ~ 7.8% cell efficiency for an a-Si thin-film solar cell on graphite substrate with SiNx/SiOx stack barrier layer.

• 대한화학회지
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• 제57권6호
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• pp.691-696
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• 2013

Black carbon contributes to global warming and melting of polar ice as well as causing respiratory diseases. However, it is also an inexpensive, easily available carbon nano material for elementary chemistry experiments. In this study, black carbon samples collected from candle light and automobile exhaust pipes have been investigated to examine their compositions and surface characteristics. The observed broad G and D bands and amorphous $sp^3$ band in their Raman spectra as well as the high intensity of the D (defect) band reveal that black carbon is principally made of amorphous graphite. The black carbon deposits in automobile exhaust pipes are apparently more amorphous, probably due to the shorter time allowed for formation of the carbonaceous matter. An exceptionally large water contact angle ($159.7^{\circ}$) is observed on black carbon, confirming its superhydrophobicity. The surface roughness evidently plays an important role for the contact angle much larger than that of crystalline graphite ($98.3^{\circ}$). According to the Sassie-Baxter equation, less than 1% the area actually in contact with the water drop.

• 한국건축시공학회지
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• 제16권3호
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• pp.247-255
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• 2016

콘크리트에 전기전도성을 부여하여 확보한 발열 성능을 통해 주택의 난방이나 터널, 도로 또는 교량 상판에 눈녹이는 것이 가능하다. 본 연구는 전기전도 발열 콘크리트 개발을 위한 선행 연구로써 탄소계 전도성 재료인 흑연을 치환한 모르타르의 역학적 특성과 함께 전기저항 및 발열 특성에 대한 실험을 실시한 후 다음과 결과를 얻었다. 토상 흑연 치환율이 증가할수록 압축강도는 감소하는 것으로 나타났으나 전기 저항은 크게 낮아지는 것으로 나타났다. 발열특성을 보이기 위해서는 흑연의 혼입이 모르타르 전체 체적의 15%이상 이루어져야 하는 것으로 나타났다. 흑연의 혼입이 일정수준이상 이루어져 낮은 전기저항 및 발열특성을 확보한 경우에는 작용하는 전압과 발열량은 높은 상관관계를 가지며 전압의 제곱과 발열온도는 비례관계에 있는 것으로 나타났다.

• Carbon letters
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• 제8권3호
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• pp.207-213
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• 2007

The properties and electrochemical characteristics of anode material using pitch-coated graphite residue compounds by heat-treatment at $600^{\circ}C$ for 1 hour were investigated. The distance of layers of pitch-coated graphite residual compounds was 3.3539 ${\AA}$, which was as same as that of graphite. Its electrochemical and charge discharge characteristics were tested according to different four types of carbon material, natural graphite, pitch-coated graphite, amorphous graphite and pitch-coated graphite residual compounds, respectively. So it was shown the best charge-discharge characteristics in all of the samples. For the electrochemical and charge-discharge characteristics, although pitch-coated graphite residual compounds had different carbon contents 70% and 80%, these two samples were shown good electrochemical and charge-discharge characteristics.

• 공업화학
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• 제33권1호
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• pp.58-63
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• 2022

흑연은 낮은 탈/리튬화 전압, 372 mAh/g의 높은 이론 용량, 낮은 가격 및 긴 수명 특성을 가져 지난 30년 동안 리튬이 온전지 음극 재료로 활용되었다. 최근 무기 고체 재료로 구성되어 높은 안정성을 가지는 전고체 리튬이온전지는 전기자동차 및 차세대 에너지 저장 장치로 엄청난 주목을 받고 있지만, 전고체 리튬이온전지 시스템에 잘 구동되는 흑연 연구는 부족한 실정이다. 그래서 우리는 탄소재료 표면에 존재하여 저항층으로 작용하는 비정질 탄소를 흑연으로부터 제거하여 흑연의 전기전도도 향상을 통해 황화물계 전고체 전지 음극 흑연 재료의 성능 향상을 유도했다. 400, 500 및 600 ℃ 공기 열처리된 흑연의 X-ray diffraction (XRD) 분석 결과, (002) 피크 반치폭(FWHM)이 bare 흑연보다 줄어들어 열처리 후 흑연의 결정성이 향상됨을 보였다. 또한 열처리 후 흑연의 결정성이 증가할수록 방전 용량, 초기 쿨롱효율(ICE) 및 수명 특성이 증가함을 확인했다. 500 ℃ 공기 열처리 한 흑연의 경우 331.1 mAh/g 및 ICE 86.2%와 10사이클 수명 측정 후 92.7%의 높은 용량 유지율을 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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• pp.1199-1202
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• 2004

리튬이온전지 음극활질용으로 Hybrid of pitch based graphite impregnating natural graphite와 Hybrid of pitch based carbon impregnating natural graphite로 탄소전극을 제작하여 전기화학적인 특성을 연구하였다. Natural graphite에 pitch based graphite나 pitch based carbon의 혼합은 흑연의 이론용량인 372 mAh/g를 초과하는 고용량을 나타내었다. 이것은 극소공동에 리튬종의 삽입과 탈삽입에 의한 것으로 파악된다. 그러나 충 방전이 계속 진행되면서 방전용량이 급격히 저하되는 현상이 관찰되었다. X-선 회절분석 결과로부터 Hybrid of pitch based carbon impregnating natural graphite 탄소전극에는 amorphous carbon이 상대적으로 다량 존재한다는 것을 확인하였고, 이는 리튬의 삽입된 상태의 전위에 분포가 있어 충 방전시에 완만한 전압의 구배를 만들며, 비가역용량을 증가시키는 요인으로 파악되었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 제6회 학술대회 논문집 일렉트렛트 및 응용기술연구회
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• pp.27-30
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• 2004

Different types of hybrid negative materials on pitch based carbon and natural graphite for lithium ion batteries were studied. Two types of active materials were prepared, that is, pitch based graphite carbon, and pitch based carbon impregnating natural graphite. The specific capacity, capacity recovery in high temperature condition, and other electrochemical properties were achieved for these materials. We found that addition of natural graphite type to the pitch based carbon can significant1y improve the specific capacity and interfacial resistance. However, use of natural graphite will cause a serious capacity loss in the high temperature condition owing to its increasing interface resistance. The specific capacity ranged from 321 to 348 mAh/g and the maximum specific capacity was obtained in the case of pitch based carbon impregnating natural graphite.

• 전기화학회지
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• 제18권3호
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• pp.130-135
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• 2015

흑연 분말을 프탈로시아닌 또는 구리 프탈로시아닌과 함께 비활성 분위기에서 각각 열처리하여 표면처리를 진행하였고, 이의 속도특성과 저온 작동특성을 조사하였다. 표면처리 후 흑연 분말의 표면에 비정질 탄소와 구리의 코팅 층이 균일하게 형성되었다. 표면처리를 통하여 흑연 전극의 속도특성이 개선되는 것을 확인하였는데, 특히 구리 프탈로시아닌으로 처리한 경우 속도특성의 향상이 두드러졌다. 흑연 전극의 저항을 교류 임피던스와 펄스 저항측정법을 활용하여 조사하였는데, 구리 프탈로시아닌으로 처리된 흑연 전극의 경우가 저항이 가장 작았다. 프탈로시아닌으로 부터 유도된 비정질 탄소 층이 리튬이온의 확산을 용이하게 하고, 구리 프탈로시아닌으로부터 유도된 금속상태의 구리는 전자 전도도를 증가시키기 때문에 저항을 감소시키는 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권4호
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• pp.411-417
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• 2013

리튬 2차전지 음전극 활물질로 사용하기 위해, 실리콘(Si) 나노입자(평균입경 100 nm, 0~50 wt%)와 흑연 분말(평균입경 $15{\mu}m$)을 사용하여 볼밀링법으로 흑연-실리콘 복합체 분말을 제조하고 그 전기화학적 특성을 조사하였다. 실리콘 함량이 증가할수록 흑연은 볼밀링에 의해 입경이 작아지고 무정형 특성을 보이는 반면, 실리콘 입자는 나노결정성의 변화 없이 무정형 흑연 내에 싸여진 형태로 유지되었다. 저속 사이클릭 볼타메트리 특성상 0.2~0.35 V와 0.55~0.6 V에서 각각 흑연과 실리콘의 전형적 산화피크가 검출되었고 가역성도 우수(첫 사이클 제외)한 반면, 고속 거동에서는 사이클 반복에 따른 비가역성이 현저하게 나타났다. 또한 충방전 초기에는 큰 비가역 용량이 나타나지만 사이클 경과에 따라 감소하였으며, 특히 실리콘을 20 wt% 정도 포함하는 복합체가 50 사이클에서 약 485 mAh $g^{-1}$의 포화된 방전용량을 나타내었다. 이것은 실리콘을 싸고 있는 흑연의 무정형 상이 실리콘-리튬의 합금/탈합금에 따른 체적 변화를 안정적으로 완충할 수 있는 모폴로지가 재료의 적정 조성(흑연:실리콘=8:2 w/w)에 의해 형성되었기 때문이다.

• 한국재료학회지
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• 제29권5호
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• pp.317-321
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• 2019

We investigated the characteristics of nano crystalline silicon(nc-Si) thin-film solar cells on graphite substrates. Amorphous silicon(a-Si) thin-film solar cells on graphite plates show low conversion efficiency due to high surface roughness, and many recombination by dangling bonds. In previous studies, we deposited barrier films by plasma enhanced chemical vapor deposition(PECVD) on graphite plate to reduce surface roughness and achieved ~7.8 % cell efficiency. In this study, we fabricated nc-Si thin film solar cell on graphite in order to increase the efficiency of solar cells. We achieved 8.45 % efficiency on graphite plate and applied this to nc-Si on graphite sheet for flexible solar cell applications. The characterization of the cell is performed with external quantum efficiency(EQE) and current density-voltage measurements(J-V). As a result, we obtain ~8.42 % cell efficiency in a flexible solar cell fabricated on a graphite sheet, which performance is similar to that of cells fabricated on graphite plates.