• 제목/요약/키워드: optical efficiency

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Optical and Electrical Properties of InAs Sub-Monolayer Quantum Dot Solar Cell

  • 한임식;박동우;노삼규;김종수;김진수;김준오
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.196.2-196.2
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    • 2013
  • 본 연구에서는 분자선 에피택시 (MBE)법으로 성장된 InAs submonolayer quantum dot (SML-QD)을 태양전지에 응용하여 광학 및 전기적 특성을 평가하였다. 본 연구에서 사용된 양자점 태양전지(quantum dot solar cell, QDSC)의 구조는 n+-GaAs 기판 위에 n+-GaAs buffer와 n-GaAs base layer를 차례로 성장 한 후, 활성영역에 InAs/InGaAs SML-QD와 n-GaAs spacer layer를 8주기 형성하였다. 그 위에 p+-GaAs emitter, p+-AlGaAs window layer를 성장하고 ohmic contact을 위하여 p+-GaAs 를 성장하였다. SML-QD 구조의 두께는 0.3 ML 이며, 이때 SML-QD의 적층수를 4 stacks 으로 고정하였다. SML-QD 와의 비교를 위하여 2.0 ML크기의 InAs자발 형성 양자점 태양전지(SK-QDSC)과 GaAs 단일 접합 태양전지 (reference-SC)를 동일한 성장조건에서 제작하였다. PL 측정 결과, 300 K에서 SML-QD의 발광 피크는 SK-QD 보다 고에너지에서 나타나는데(1.349 eV), 이것은 SML-QD가 SK-QD보다 작은 크기를 가지기 때문으로 사료된다. SML-QD는 single peak를 보이는 반면, SK-QD는 dual peaks (1.112 / 1.056 eV)을 확인하였다. SML-QD의 반치폭(full width at half maximum, FWHM)이 SK-QD에 비하여 작은 것으로 보아 SML-QD가 SK-QD보다 양자점 크기 분포의 균일도가 높은 것으로 해석된다. Illumination I-V 측정 결과, SML-QDSC의 개방 전압(VOC) 과 단락전류밀도(JSC)는 SK-QDSC의 값과 비교해 보면, 각각 47 mV와 0.88 mA/cm2만큼 증가하였다. 이는 SK-QD보다 상대적으로 작은 크기를 가진 SML-QD로 인해 VOC가 증가되었으며, SML-QD가 SK-QD 보다 태양광을 흡수할 수 있는 영역이 비교적 적지만, QD내에 존재하는 energy level에서 탈출 할 수 있는 확률이 더 높음으로써 JSC가 증가한 것으로 분석 된다.

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Synthesis of CdS with Graphene by CBD(Chemical Bath Deposition) Method and Its Photocatalytic Activity

  • Pawar, R.C.;Lee, Jin-Yong;Kim, Eun-Jeong;Kim, Hyungsub;Lee, Caroline Sunyong
    • 한국재료학회지
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    • 제22권10호
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    • pp.504-507
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    • 2012
  • Synthesis of RGO (reduced graphene oxide)-CdS composite material was performed through CBD (chemical bath deposition) method in which graphene oxide served as the support and Cadmium Sulfate Hydrate as the starting material. Graphene-based semiconductor photocatalysts have attracted extensive attention due to their usefulness for environmental and energy applications. The band gap (2.4 eV) of CdS corresponds well with the spectrum of sunlight because the crystalline phase, size, morphology, specic surface area and defects, etc., of CdS can affect its photocatalytic activity. The specific surface structure (morphology) of the photocatalyst can be effective for the suppression of recombination between photogenerated electrons and holes. Graphene (GN) has unique properties such as a high value of Young's modulus, large theoretical specific surface area, excellent thermal conductivity, high mobility of charge carriers, and good optical transmittance. These excellent properties make GN an ideal building block in nanocomposites. It can act as an excellent electron-acceptor/transport material. Therefore, the morphology, structural characterization and crystal structure were observed using various analytical tools, such as X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and Raman spectroscopy. From this analysis, it is shown that CdS particles were well dispersed uniformly in the RGO sheet. Furthermore, the photocatalytic property of the resulting RGO-CdS composite is also discussed in relation to environmental applications such as the photocatalytic degradation of pollutants. It was found that the prepared RGO-CdS nanocomposites exhibited enhanced photocatalytic activity as compared with that of CdS nanoparticles. Therefore, better efficiency of photodegradation was found for water purification applications using RGO-CdS composite.

RFID/USN 기술을 이용한 전력설비관리 서비스 구현 (Implementing a Power Facility Management Services using RFID/USN Technology)

  • 김영일;신진호;송재주;이봉재
    • 정보처리학회논문지D
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    • 제15D권2호
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    • pp.263-270
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    • 2008
  • 무선 통신 기술이 발달함에 따라 유비쿼터스 환경에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 초기 물류분야에서 활용되었던 RFID기술은 점차적으로 센싱 기능을 추가하면서 발전하고 있고, 추후에는 이 센서들 간의 네트워크가 구축되어 USN (Ubiquitous Sensor Network) 형태로 발전해나갈 것이다. 본 연구에서는 전력설비에 대한 감시 감독을 위해 RFID를 이용하여 전력 설비에 대한 자산 관리나 감시 및 순시에 대한 정보를 기록, 관리하며, 다양한 센서를 이용하여 전력 설비에 대한 실시간 정보를 수집할 수 있도록 USN을 활용하는 전력설비관리 서비스 프레임워크를 구현하였다. 안정적인 전력 공급을 위해서는 전력 선로에 대한 안전성 확보가 중요한 요소이며, 이를 위해 실시간 감시는 매우 중요한 요소 중 하나이다. 현재는 중요 설비에 대하여 광케이블이나 PLC 등과 같은 유선 통신망을 설치하여 감시 정보를 수집하고 있다. 본 연구에서는 고가의 유선망을 설치하지 않고 무선 통신 기반의 저가형 센서를 이용하여 데이터를 수집하고 전송할 수 있도록 무선센서노드를 개발하였다. 또한 각 장비로부터 실시간으로 전송되는 데이터를 안정적으로 수집하고 필터링 및 요약을 통해 응용 프로그램에 정보를 제공할 수 있도록 서비스 프레임워크를 설계하였으며, 이를 바탕으로 전력설비관리 서비스를 개발하였다.

투명전도층이 없는 염료감응형 태양전지의 Ru 상대전극 연구 (Ru employed as Counter Electrode for TCO-less Dye Sensitized Solar Cells)

  • 노윤영;유기천;유병관;한정조;고민재;송오성
    • 대한금속재료학회지
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    • 제50권2호
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    • pp.159-163
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    • 2012
  • A TCO-less ruthenium (Ru) catalytic layer on glass substrate instead of conventional Ru/TCO/ glass substrate was assessed as counter electrode (CE) material in dye sensitized solar cells (DSSCs) by examining the effect of the Ru thickness on the DSSC performance. Ru films with different thicknesses (34, 46, 69, and 90 nm) were deposited by atomic layer deposition (ALD) on glass substrates to replace both existing catalyst and electrode layer. In order to make our comparison, we also prepared an Ru catalytic layer by a similar method on FTO/glass substrate. Finally, we prepared the $0.45cm^2$ DSSC device the properties of the DSSCs were examined by cyclic voltammetry (CV), impedance spectroscopy (EIS), and current-voltage (I-V) method. CV measurements revealed an increase in catalytic activity with increasing film thickness. The charge transfer resistance at the interface between the electrolyte and Rudecreased with increasing Ru thickness. I-V results showed that the energy conversion efficiency increased up to 1.96%. Our results imply that TCO-less Ru/glass might perform as both catalyst and electrode layer when it is used in counter electrodes in DSSCs.

염료감응형 태양전지용 나노두께 Pt와 Ru 상대전극의 물성 (Property of Counter Electrode with Pt and Ru Catalyst Films for Dye-Sensitized Solar Cell)

  • 노윤영;유병관;유기천;고민재;송오성
    • 대한금속재료학회지
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    • 제50권3호
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    • pp.243-247
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    • 2012
  • A ruthenium (Ru) catalytic layer and a conventional Pt layer were assessed as counter electrodes (CE) for dye sensitized solar cells (DSSCs). Ru films with different thicknesses of 34, 46, and 90 nm were deposited by atomic layer deposition (ALD). Pt layers with the same thicknesses were prepared by sputtering. $0.45cm^2$ DSSCs were prepared and their properties were characterized by FE-SEM, cyclic voltammetry (CV), impedance spectroscopy (EIS), and current-voltage (I-V). FE-SEM revealed that the crystallized Ru films and Pt films had been deposited quite conformally. CV showed that the catalytic activity of Pt was much greater than that of Ru. In addition, although the catalytic activity of Pt did not depend on the thickness, that of Ru showed an increase with increasing thickness. Impedance analysis revealed high charge transfer resistance at the Ru interface and a decrease with increasing Ru thickness, whereas Pt showed low resistance with no thickness dependence. Despite the relatively small catalytic activity of Ru, the I-V result revealed the average energy conversion efficiency of Ru and Pt to be 2.98% and 6.57%, respectively. These results suggest that Ru can be used as counter electrodes in DSSCs due to its extremely low temperature process compatibility.

다이오드 여기 Nd:YVO4 단일모드 녹색광 레이저의 출력 특성 연구 (A study on the lasing characteristics of diode-pumped, single-mode Nd:YVO4 green laser)

  • 이용우;이종훈
    • 한국광학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.292-297
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    • 2003
  • 최대 1.9 W의 레이저 다이오드 출력을 Nd:YV $O_4$결정 단면에 집속시키고 공진기 내부에 KTP 결정을 두어서 제2고조파 변환시켜 녹색광(532 nm) 레이저를 발생시켰다. 다이오드 레이저 스퍽트럼과 레이저 결정의 흡수 스펙트럼을 비교하여 최적의 다이오드 작동 온도를 찾았다. 공진기 길이와 출력경의 곡률을 변화시키면서 출력의 변화를 관측한 결과, 최대 80 ㎽의 녹색광 레이저 출력을 얻었으며 최대 출력을 내는 공진기 조건에서는 집속된 여기광의 직경과 TE $M_{00}$ 모드의 직경이 일치함을 알았다. 발생된 녹색광 레이저는 다중모드로 발진하였으며 출력 요동이 심하였다. 단일모드 발진을 시키기 위하여 브루스터 판과 에탈론 등을 사용하는 여러 가지 형태의 공진기를 시도하여 보았다. 실험 결과, 에탈론을 사용한 공진기에서 가장 큰 출력인 60 ㎽ 의 단일 종모드 출력을 얻었다. 단일모드로 발진하는 레이저의 출력 요동은 다중 모드에 비하여 1/10이하로 감소하였다.

대면적 COB-type LED 패키지를 포함한 LED 램프의 좁은 광속각 구현을 위한 2차 광학계 최적 설계 (Optimal Design of Secondary Optics for Narrowing the Beam Angle of an LED Lamp with a Large-Area COB-type LED Package)

  • 김봉준;김대찬;오범환;박세근;김봉호;이승걸
    • 한국광학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.78-84
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    • 2014
  • 본 논문에서는 직경이 14.5 mm인 대면적 COB-type LED 패키지를 사용하면서도 15도 이내의 좁은 광속각을 구현하기 위해, 광학계 크기를 축소하고 동시에 satellite ring 발생을 억제할 수 있는 이중 반사경 구조를 고안하여 조명광학계용 2차 광학계를 최적 설계하였다. 최적 설계를 위해 광원 크기와 제 1 반사경의 광속각 관계를 이용하였고, satellite ring 발생을 억제하기 위한 제 2 반사경의 최적 위치 및 크기를 고려하였다. 그 결과 대체 상용 제품의 크기 제한을 만족하며 80%의 광속 효율을 달성할 수 있었다.

대기압 마이크로웨이브 플라즈마를 이용한 다양한 크기의 ZnO tetrapod 합성 및 광촉매 특성 평가 (Synthesis of size-controlled ZnO tetrapods sizes using atmospheric microwave plasma system and evaluation of its photocatalytic property)

  • 허성규;정구환
    • 한국표면공학회지
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    • 제54권6호
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    • pp.340-347
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    • 2021
  • Among various metal oxide semiconductors, ZnO has an excellent electrical, optical properties with a wide bandgap of 3.3 eV. It can be applied as a photocatalytic material due to its high absorption rate along with physical and chemical stability to UV light. In addition, it is important to control the morphology of ZnO because the size and shape of the ZnO make difference in physical properties. In this paper, we demonstrate synthesis of size-controlled ZnO tetrapods using an atmospheric pressure plasma system. A micro-sized Zn spherical powder was continuously introduced in the plume of the atmospheric plasma jet ignited with mixture of oxygen and nitrogen. The effect of plasma power and collection sites on ZnO nanostructure was investigated. After the plasma discharge for 10 min, the produced materials deposited inside the 60-cm-long quartz tube were obtained with respect to the distance from the plume. According to the SEM analysis, all the synthesized nanoparticles were found to be ZnO tetrapods ranging from 100 to 600-nm-diameter depending on both applied power and collection site. The photocatalytic efficiency was evaluated by color change of methylene blue solution using UV-Vis spectroscopy. The photocatalytic activity increased with the increase of (101) and (100) plane in ZnO tetrapods, which is caused by enhanced chemical effects of plasma process.

광학문자인식 기반 보안문서 이미지 파일 관리 시스템 (Optical Character Recognition based Security Document Image File Management System)

  • 정필성;조양현
    • 한국융합학회논문지
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    • 제10권3호
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    • pp.7-14
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    • 2019
  • 정보통신 기술의 발전으로 우리는 사무실에서 개인용 컴퓨터를 이용한 방식의 회사업무처리에서 벗어나 스마트 기기를 이용하여 언제 어디서나 편리하게 업무를 처리하는 스마트워크 환경을 경험하고 있다. 오피스 프로그램을 이용하여 작성한 문서를 이메일 서비스를 이용하여 주고받던 것을 스마트 기기를 이용하여 사진을 찍고 모바일 메신저로 전송하는 것으로 대신할 수 있다. 제조현장에서는 보안문서인 작업지시서를 스마트 기기를 이용하여 사진을 찍고 공유하는 것을 쉽게 볼 수 있다. 본 논문에서는 제조현장에서 근로자의 스마트 기기에 남겨지는 보안문서 이미지 파일을 찾아내고 삭제 처리하는 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 광학문자인식 기술을 이용하여 이미지의 글씨를 인식한 후 키워드화 시켜 일치하는 비율을 통해 보안문서 이미지 파일을 검색해내고 삭제 처리한다. 본 논문에서 제안한 시스템을 이용할 경우 중소기업에서도 효율성 높은 시스템을 구축하여 보안인식이 낮은 제조현장의 작업자들도 편리하게 보안문서 파일을 관리할 수 있다.

농촌지역 혼합건설폐기물의 중·소규모 배출현장용 이동식 분리선별기 개발을 위한 기초연구 (A Basic Study on the Mobile Separator and Sorter Development of Small and Medium-sized Discharge Site's Mixed Construction Waste in Rural Area)

  • 김병윤;박지선
    • 한국농촌건축학회논문집
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    • 제21권3호
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    • pp.17-24
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    • 2019
  • This study aimed to develop a mobile separating and sorting device for discharge sites to separate and sort mixed construction waste generated in small and medium scale in small provincial cities into inorganic materials and combustible materials. The study results can be summarized as follows: 1) As a result of analyzing the existing domestic technology for the separating and sorting mixed construction waste, a device sorting the waste by fusing the vibration screen, disc screen, air blowing methods and the separating and sorting the combustible waste is applied in Korea. 2) In foreign countries, the air blowing, screen, gravity sorters are used for separating and sorting combustible waste in the same way as in Korea. Especially German T Company suggests a construction waste separating and sorting system using an optical sorter. 3) As for the test device for separating and sorting mixed construction waste to be buried in landfill, the processing capacity was set as 16 tons per day. 4) For separating and sorting inorganic materials by granularity, this study set a trommel with two types of diameter as a basic. To operate the mobile all-in-one system, the device is designed to locate a conveyor, a combustible waste conveying device, inside of the trommel. 5) The device is designed in a mobile mode under the concept of primary separating and sorting device, and it can be transported using a 2.5-ton truck minimum. The diameter and length of the trommel are designed to be within 1500mm and 3000mm, respectively. In a further study, an optimized separating and sorting technology is planned to be presented through an experimental study for processing efficiency analysis at the mixed construction waste site by manufacturing the pilot experiment facility reflecting the design elements in the result of this study.