• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.11a
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• pp.280-284
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• 2004

Multicrystalline silicon wafers were textured in an alkaline bath, basically using sodium hydroxide and in acidic bath, using mainly hydrofluoric acid (HF), nitric acid $(HNO_3)$ and de-ionized water (DIW). Some wafers were also acid polished for the comparative study. Comparison of average reflectance of the samples treated with the new recipe of acidic solution showed average diffuse reflectance less than even 5 percent in the optimized condition. Solar cells were thus fabricated with the samples following the main steps such as phosphorus doping for emitter layer formation, silicon nitride deposition for anti-reflection coating by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) and front surface passivation, screen printing metallization, co-firing in rapid thermal processing (RTP) Furnace and laser edge isolation and confirmed >14 % conversion efficiency from the best textured samples. This isotropic texturing approach can be instrumental to achieve high efficiency in mass production using relatively low cost silicon wafers as starting material.

• International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology
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• v.5 no.5
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• pp.583-591
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• 2018

Tool-chip adhesion impacts on cutting performance significantly, especially in finish cutting process. To promote cutting tools' anti-adhesion property, the concave micro-grooves texture (MGT) and convex volcano-like texture (VLT) were fabricated separately on lathe tools' rake faces by laser surface texturing (LST). Various orientations of MGT and different area densities (9% and 48%) and regions (partial and full) of VLT were considered in textured patterns designing. The following orthogonal cutting experiments, machining of aluminum alloy 5038, analyzed tools' performances including cutting force, cutting stability, chip shape, rake face adhesion and abrasion. It indicated that under dry finish cutting conditions, MGT contributed to cutting stability and low cutting forces, meanwhile friction and normal force reduced by around 15% and 10%, respectively with a weak correlation to the grooves' orientation. High density VLT tools, on the other hand, presented an obvious anti-adhesion property. A $5{\mu}m$ reduction of crater wear's depth can be observed on textured rake faces after long length cutting and textured rake faces presented half size of BUE regions comparing to the flat tool, however, once the texture morphologies were filled or worn, the anti-adhesion effect could be invalid. The bearing ratio curve was employed to analysis tool-chip contact and durability of textured surfaces contributing to a better understanding of anti-adhesion and enhanced durability of the textured tools.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.307-307
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• 2012

현재 태양전지 시장은 결정질 태양전지가 주류를 차지하고 있으며 이중 상대적으로 재료비가 저렴한 다결정 실리콘 기반의 고효율 태양전지 제작에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 실험에서는 표면 텍스처링 방법에 따른 태양전지 소자의 특성 변화에 대한 실험을 진행하였다. 일반적으로 다결정 태양전지의 경우 산성용액을 이용한 표면 텍스처링을 실시하는데 이 경우 표면에 형성된 텍스처 구조는 산성용액의 등방성 식각으로 인해 반구(Hemisphere) 형태의 구조를 띄게 된다. 이는 표면에서의 광흡수율을 떨어뜨려 태양전지 소자의 효율을 저해하는 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 다결정 실리콘 태양전지의 효율 향상을 위해 레이저를 이용한 차세대 텍스처링 방법에 대한 연구를 진행하였다. 우선 355 nm 파장의 Ultra-Violet (UV) 레이저를 소자 표면에 조사함으로써 $10{\mu}m$의 dot diameter와 depth를 갖는 honey comb 배열의 hole을 형성하였다. 이후 산성용액에 담가 레이저 공정 후의 slag를 제거해 최종적으로 피라미드 형태의 구조를 형성하였다. Suns_Voc 효율 측정 결과 산성용액을 이용한 텍스처링의 경우 개방 전압이 611 mV, 곡선인자가 81%, 효율이 17.32%로 각각 측정되었다. 반면, 레이저 텍스처링의 경우에서는 개방전압이 631 mV, 곡선인자가 83%, 효율이 18.33%로 용액 텍스처링 방법보다 우수한 특성을 보였다. 이는 UV 레이저 텍스처링을 통해 형성된 피라미드 형태의 표면 구조에서의 광흡수율이 산성용액을 이용한 방법보다 우수함을 말하며, 따라서 태양전지의 주요 파라미터가 향상된 결과를 보였다. 본 실험에서는 레이저 텍스처링을 통한 태양전지 제작에 대한 방법을 제시하며, 향후 고효율의 다결정 태양전지 제작에 있어 기여 할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.300-300
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• 2010

후면 패시베이션, back contact의 가변, 후면 접촉면적의 가변 등으로 Laser Fired Contact 태양전지의 효율을 증가 시킬 수 있다. 이 중 spacing의 가변으로 후면 접촉 면적을 가변 할 수 있으며, 이로 인하여 LFC 태양 전지의 효율을 높일 수 있을 것으로 전망된다. 본 연구에서는 후면 접촉 면적을 가변하였으며 이에 따른 효과를 확인하였다. series resistance가 작고, open circuit voltage 가 높은 최적의 조건을 찾는 것에 그 목적을 두었다. 실험 순서는 texturing 후, 후면에 SiNx를 10nm 증착하였으며, drive-in 방법으로 $POCl_3$을 도핑하였다. ARC후, spacing 조건 가변으로 접촉 면적을 가변시키면서 소자의 특성 변화를 비교하였다. 접촉 면적 및 spacing 조건은 5개의 set에 대하여 reference, 50%의 접촉 면적을 가지는 $150{\mu}m$ line, 10%의 접촉 면적을 가지는 $700{\mu}m$ line, 1%의 접촉 면적을 가지는 $700{\mu}m$ dot, 그리고 0.2%의 접촉 면적을 가지는 $1500{\mu}m$ dot으로 하였다. 각각의 경우에 대한 short circuit current density, fill factor, seris resistance, sheet resistance, open circuit voltage를 측정하였으며, 특히 series resistance는 각각의 경우에 대하여 $6.1m{\Omega}$, $5.1m{\Omega}$, $7.8m{\Omega}$, $10.1m{\Omega}$, 그리고 $15.7m{\Omega}$으로 측정되었다. wafer의 외각 테두리를 접촉 면적이 증가함에 따라서 sheet resistance가 증가하는 것을 확인 할 수 있었다.

• Transactions of Materials Processing
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• v.28 no.5
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• pp.239-246
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• 2019

Various surface texturing techniques have been studied because of the effective applicability of micro or nano scale surface patterns. Particularly, the most promising types of patterns include the hierarchical patterns, which consists of micro/nano structures. Different processes such as MEMS, laser machining, micro cutting and micro grinding have been applied in the production of hierarchical patterns on various material surfaces. This study demonstrates the process of hot imprinting to induce the hierarchical patterns on the Al alloy surfaces. Wire electrical discharge machining (WEDM) process was used to imprint molds with micro scale sinusoidal pattern. In addition, the sinusoidal pattern with rough surface morphology was obtained as a result of the discharge craters. Consequently, the hierarchical patterns consisting of the sinusoidal pattern and the discharge craters were prepared on the imprinting mold surface. Hot imprinting process for the Al plates was conducted on the prepared mold, and the replication performance was analyzed. As a result, it was confirmed that the hierarchical patterns of the mold were effectively duplicated on the surface of Al plate.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.18 no.5
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• pp.358-364
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• 2009

We investigated the growth of ZnO thin films with prominent emission characteristics through minimizing the formation of defects by using pulsed laser deposition (PLD). To do so, the ZnO films were deposited on sapphire(0001) substrates at the substrate temperature of $400-850^{\circ}C$ and then the variation of their structural and optical properties were analyzed by x-ray diffraction, atomic force microscope and photoluminescence. As a result, all ZnO films were grown with c-axis preferential orientation irrespective of the substrate temperature. However, the crystallinity and stress state were dependent on the substrate temperature and the ZnO film deposited at $600^{\circ}C$ showed the best surface morphology and crystallinity with nearly no strain. And also this film exhibited outstanding emission characteristics from the viewpoint of full width half maximum of UV emission peak as well as visible emission due to defects. These results indicate that the emission characteristics of the ZnO films are strongly related to their structural characteristics influenced by substrate temperature. Consequently, ZnO films with strong UV emission and nearly no visible emission, which are applicable to UV emission devices, could be grown at the substrate temperature of $600^{\circ}C$ by PLD.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.73.1-73.1
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• 2010

태양광 시장은 세계적인 금융 위기 속에서도 점점 그 규모가 확대되고 있다. 시장의 규모가 확대되고 있음에도 불구하고 금융 위기를 겪으면서 생산자 중심의 시장에서 수요자 중심의 시장으로 바뀌게 되었다. 이에 따라 더 적은 비용으로 높은 출력의 제품만이 경쟁력을 가지게 됨으로써 효율이 더욱 이슈화되었다. 여러 태양전지 중 가장 점유율이 높은 결정질 태양전지는 일반적인 양산 공정만으로 효율을 높이는데 한계가 있으므로 selective emitter, back contact, light induced plating 등의 새로운 공정을 도입하여 효율을 높이려는 경향이 나타나고 있다. 본 연구에서는, ALD 장치를 사용하여 결정질 태양전지의 후면을 passivation 함으로써 효율을 높이는 방법을 모색하였다. 부동화 층으로는 $Al_2O_3$를 사용하였으며 셀을 제조하여 평가하였다. 실험방법은 p-type의 웨이퍼를 이용하여 습식으로 texturing 후 $POCl_3$ 용액으로 p-n junction을 형성하였고 anti-reflection 막인 SiNx는 PECVD를 사용하여 R.I 2.05, 80nm 두께로 증착하였다. 그런 다음 후면의 n+ layer를 제거하기 위하여 SiNx에 영향을 미치지 않는 용액을 사용하여 후면을 식각하였다. BSF 층은 screen printer로 Al paste를 printing하여 형성하였고 Al etching용액으로 여분의 Al제거한 후 ALD 장치를 이용하여 $Al_2O_3$를 증착하였다. 마지막으로 전극을 형성한 후 laser로 isolation하여 효율을 평가하였다.