• 제목/요약/키워드: solar concentration

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IBC형 태양전지를 위한 균일하게 증착된 비정질 실리콘 층의 광섬유 레이저를 이용한 붕소 도핑 방법 (Boron Doping Method Using Fiber Laser Annealing of Uniformly Deposited Amorphous Silicon Layer for IBC Solar Cells)

  • 김성철;윤기찬;경도현;이영석;권태영;정우원;이준신
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.456-456
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    • 2009
  • Boron doping on an n-type Si wafer is requisite process for IBC (Interdigitated Back Contact) solar cells. Fiber laser annealing is one of boron doping methods. For the boron doping, uniformly coated or deposited film is highly required. Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method provides a uniform dopant film or layer which can facilitate doping. Because amorphous silicon layer absorption range for the wavelength of fiber laser does not match well for the direct annealing. In this study, to enhance thermal affection on the existing p-a-Si:H layer, a ${\mu}c$-Si:H intrinsic layer was deposited on the p-a-Si:H layer additionally by PECVD. To improve heat transfer rate to the amorphous silicon layer, and as heating both sides and protecting boron eliminating from the amorphous silicon layer. For p-a-Si:H layer with the ratio of $SiH_4$ : $B_2H_6$ : $H_2$ = 30 : 30 : 120, at $200^{\circ}C$, 50 W, 0.2 Torr for 30 minutes, and for ${\mu}c$-Si:H intrinsic layer, $SiH_4$ : $H_2$ = 10 : 300, at $200^{\circ}C$, 30 W, 0.5 Torr for 60 minutes, 2 cm $\times$ 2 cm size wafers were used. In consequence of comparing the results of lifetime measurement and sheet resistance relation, the laser condition set of 20 ~ 27 % of power, 150 ~ 160 kHz, 20 ~ 50 mm/s of marking speed, and $10\;{\sim}\;50 {\mu}m$ spacing with continuous wave mode of scanner lens showed the correlation between lifetime and sheet resistance as $100\;{\Omega}/sq$ and $11.8\;{\mu}s$ vs. $17\;{\Omega}/sq$ and $8.2\;{\mu}s$. Comparing to the singly deposited p-a-Si:H layer case, the additional ${\mu}c$-Si:H layer for doping resulted in no trade-offs, but showed slight improvement of both lifetime and sheet resistance, however sheet resistance might be confined by the additional intrinsic layer. This might come from the ineffective crystallization of amorphous silicon layer. For the additional layer case, lifetime and sheet resistance were measured as $84.8\;{\Omega}/sq$ and $11.09\;{\mu}s$ vs. $79.8\;{\Omega}/sq$ and $11.93\;{\mu}s$. The co-existence of $n^+$layeronthesamesurfaceandeliminating the laser damage should be taken into account for an IBC solar cell structure. Heavily doped uniform boron layer by fiber laser brings not only basic and essential conditions for the beginning step of IBC solar cell fabrication processes, but also the controllable doping concentration and depth that can be established according to the deposition conditions of layers.

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곰소 염전에서 분리한 호염성 고세균의 특성 분석 (Isolation and characterization analysis of the halophilic archaea isolated from solar saltern, Gomso)

  • 고현우;김소정;이성근;박수제
    • 미생물학회지
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    • 제51권4호
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    • pp.427-434
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    • 2015
  • 대부분의 호염성 고세균은 고염환경으로 알려진 천일염전(solar saltern), 염호수(salt lake)를 비롯한 다양한 환경에서 서식하고 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는, 한국의 대표적인 고염환경으로부터 분리배양을 통하여 호염성 고세균의 특성 분석을 실시하였다. 호염성 미생물들을 분리하기 위하여, 고염배지를 제작하고, 총 7개의 순수 배양체를 확보하였다. 분리된 호염성 미생물들의 16S rRNA 유전자 서열에 대한 계통학 및 상동성 분석을 실시하여 Halorubrum 속의 미생물 4종, Halogeometricum 속의 미생물 1종, Halobacterium 속의 미생물 1종, Haloarcula 속의 미생물 1종을 각각 확보 할 수 있었다. 이들 호염성 고세균들은 모두 그람 음성균이며, nitrate를 전자수용체로 사용한 혐기적 조건에서 성장이 관찰되지 않았다. 또한, 분리된 모든 미생물들은 12-30% (w/v, NaCl) 염분을 필요로 하였다. 본 연구는 국내의 호염환경으로 부터 호염성미생물의 분리기술 및 관련 연구에 대한 기초적 정보를 제공하며, 국내의 다양한 극한환경에서 서식하는 미생물 배양체 확보를 통하여 국내 생물자원 확보에 기여할 것으로 기대한다.

P3HT:PCBM 활성층을 갖는 유기 박막태양전지의 후속 열처리 효과 (The Post Annealing Effect of Organic Thin Film Solar Cells with P3HT:PCBM Active Layer)

  • 장성규;공수철;장호정
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.63-67
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    • 2010
  • 본 연구에서는 P3HT와 PCBM 물질을 전자도너와 억셉터 광활성층 물질로 사용하여 벌크이종접합 구조를 갖는 Glass/ITO/PEDOT:PSS/P3HT-PCBM/Al 구조의 유기박막태양전지를 제작하였다. P3HT와 PCBM은 각각 0.5 wt%의 농도로 톨루엔 용액에 용해하였다. 광활성층 농도를 최적화하기 위하여 P3HT:PCBM= 3:4, 4:4, 4:3 wt%의 농도비로 소자를 제작하고, 농도비에 따른 전기적 특성을 조사하였다. 또한 활성층의 후속열처리 온도가 소자의 전기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. P3HT와 PCBM의 농도비가 4:4 wt%의 비율에서 가장 우수한 전기적 특성을 나타내었으며, 이때 단락전류밀도 ($J_{SC}$), 개방전압 ($V_{OC}$), 및 충실인자 (FF)는 4.7 $mA/cm^2$, 0.48 V 및 43.1%를 각각 나타내었다. 또한 전력변환효율(PCE)은 0.97%의 값을 얻었다. 최적화된 농도비를 갖는 태양전지 소자에 대해 $150^{\circ}C$에서 5분, 10분, 15분, 20분간 후속 열처리를 실시한 결과 P3HT 전자도너의 흡광계수가 증가하는 경향을 보였다. 후속 열처리 조건이 $150^{\circ}C$에서 15분인 경우 전기적 특성이 열처리 하지 않은 소자에 비해 특성이 개선되었다. 즉, 이때의 전기적 특성은 $J_{SC},\;V_{OC}$, FF, PCE의 값이 각각 7.8 $mA/cm^2$, 0.55 V, 47%, 2.0%를 나타내었다.

Applications of XPS and SIMS for the development of Si quantum dot solar cell

  • 김경중;홍승휘;김용성;이우;김영헌;서세영;장종식;신동희;최석호
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.297-297
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    • 2010
  • Precise control of the position and density of doping elements at the nanoscale is becoming a central issue for realizing state-of-the-art silicon-based optoelectronic devices. As dimensions are scaled down to take benefits from the quantum confinement effect, however, the presence of interfaces and the nature of materials adjacent to silicon turn out to be important and govern the physical properties. Utilization of visible light is a promising method to overcome the efficiency limit of the crystalline Si solar cells. Si quantum dots (QDs) have been proposed as an emission source of visible light, which is based on the quantum confinement effect. Light emission in the visible wavelength has been reported by controlling the size and density of Si QDs embedded within various types of insulating matrix. For the realization of all-Si QD solar cells with homojunctions, it is prerequisite not only to optimize the impurity doping for both p- and n-type Si QDs, but also to construct p-n homojunctions between them. In this study, XPS and SIMS were used for the development of p-type and n-type Si quantum dot solar cells. The stoichiometry of SiOx layers were controlled by in-situ XPS analysis and the concentration of B and P by SIMS for the activated doping in Si nano structures. Especially, it has been experimentally evidenced that boron atoms in silicon nanostructures confined in SiO2 matrix can segregate into the Si/$SiO_2$ interfaces and the Si bulk forming a distinct bimodal spatial distribution. By performing quantitative analysis and theoretical modelling, it has been found that boron incorporated into the four-fold Si crystal lattice can have electrical activity. Based on these findings, p-type Si quantum dot solar cell with the energy-conversion efficiency of 10.2% was realized from a [B-doped $SiO_{1.2}$(2 nm)/$SiO_2(2\;nm)]^{25}$ superlattice film with a B doping level of $4.0{\times}10^{20}\;atoms/cm^2$.

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나노실리카와 TEOS가 함유된 친수성 코팅액의 태양광 유리팬널에 미치는 표면 특성 연구 (Effect of nanosilica and TEOS in hydrophilic coating solution on the surface characteristics of solar cell glass panel)

  • 이수;김승혜;황헌
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.152-162
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    • 2017
  • 태양광 발전의 효율을 높이기 위한 실란 커플링제와 나노 무기산화물을 첨가한 계면활성제를 이용한 친수성 코팅액을 제조하여 태양광 모듈의 유리 표면에 도포하여 김서림 방지(antifogging) 및 내오염성(antifouling)을 부여하였다. 1% 친수성 코팅액에 나노 무기산화물인 $Ludox^{(R)}$를 첨가한 경우 $Ludox^{(R)}$의 농도에 관계없이 초친수성과 우수한 antifogging 효과를 나타내었다. 그러나 유리에 대한 antifouling 효과는 $Ludox^{(R)}$를 10% 이상 첨가하였을 때부터 발현되었다. 또한, pH 4에서 가수분해한 TEOS를 첨가한 코팅액의 경우 TEOS를 0.7% 첨가한 경우 steam test 결과 antifogging 효과를 유지하였으며, 코팅한 유리 표면을 젖은 킴와이프로 100회 문지른 후에도 pollution test 결과 antifouling 효과를 유지하였다. 또한, AFM을 이용하여 표면 거칠기($R_q$)를 확인한 결과 TEOS를 너무 많이 첨가하면 가장 높은 표면 거칠기 값을 보였으며 코팅된 표면의 상태도 매우 불규칙하였다. TEOS가 0.7% 첨가된 경우 비교적 높은 표면 거칠기 값과 안정된 표면 상태를 나타내었다. 결론적으로 김서림 방지 특성만을 위하여는 나노 무기산화물인 $Ludox^{(R)}$는 필요없으나, antifouling의 효과를 나타내기 위해서는 최소 10%의 $Ludox^{(R)}$가 첨가되어야 하며, 우수한 내구성을 나타내기 위해서는 0.7%의 TEOS를 첨가해야 한다.

PEDOT:PSS 정공 수송층에 금 나노입자를 첨가한 유기태양전지의 제작 및 특성 연구 (Fabrication and Characterization of Organic Solar Cells with Gold Nanoparticles in PEDOT:PSS Hole Transport Layer)

  • 김성호;최재영;장호정
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.39-46
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    • 2013
  • 본 논문은 캐리어의 이동도 및 전도도를 개선하고, 흡수된 빛의 이동 경로를 증가시켜 광흡수도를 높이기 위하여 정공 수송층 재료에 금 나노입자를 첨가하여 유기태양전지를 제작하였다. 광활성층으로는 P3HT와 PCBM의 bulk-heterojunction 구조를 사용하였다. 유기태양전지에서 금 나노입자를 첨가한 정공 수송층의 효과를 관찰하기 위하여 금 나노입자의 첨가량(0, 0.5, 1.0 wt% Au)과 열처리온도(상온, $110^{\circ}C$, $130^{\circ}C$, $150^{\circ}C$)에 따른 광학적 전기적 특성을 조사하였다. 최대전력변환효율을 갖는 유기태양전지는 0.5 wt% 금 나노입자 첨가한 소자와 $130^{\circ}C$에서 열처리한 소자에서 관찰되었다. 이때 유기태양전지의 전기적 특성은 금 나노입자를 0.5 wt% 첨가한 경우, 단락전류밀도, 곡선인자 및 전력변환효율은 각각 10.2 $mA/cm^2$, 55.8% 및 3.1%로 나타났으며, $130^{\circ}C$에서 열처리한 경우, 12.0 $mA/cm^2$의 단락전류밀도와 64.2%의 곡선인자를 가지며, 4.0%의 전력변환효율이 관찰되었다.

Climatic Changes During the Past 400,000 Years

  • Yi, HI-Il;Shin, Im-Chul
    • 한국제4기학회지
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    • 제18권2호통권23호
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    • pp.23-31
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    • 2004
  • Temperature variations, and carbon dioxide and methane concentrations are summarized during the past 400,000 years. Atmospheric temperature varied approximately within $10^{\circ}C$ during the past 400,000 years. Most of the time during the past 400,000 years, temperature was lower than today except 410000, 320000, 250000, and 125000 years ago. Temperature was slightly higher or at least similar to today during the time period of 410000. 320000, 250000, and 125000 years ago. The carbon dioxide concentration varied between 180 and 300 ppm, and the methane concentration varied between 40 and 700ppb. The present atmospheric concentration of carbon dioxide is 375 ppm and methane is 1750 ppb. Temperature was 5-$7^{\circ}C$ lower than today during the Last Glacial Maximum(18,000 years ago) and the Younger Dryas(10,000 years ago). Temprature was varied within $1^{\circ}C$ during the past 10,000 years. Especially Middle Holocene Climatic Optimum(6,000 years ago), Medieval Warm Period (500-1,000 years ago), and Little Ice Age(100-500 year ago) were global climatic events. In general, mechanism for the Middle Holocene Climatic Optimum, Medical Warm Period, and Little Ice Age can be explained by the solar insulation, however their exact mechnism is not well known. Carbon dioxide concentration during the past 400,000 years never reached the current value of 375 ppm. Furthermore, the current methane concentration never reached during the past 20Ma. However, current temperature value has happened several times during the past 400,000 years. The implication of this is unsolved question so far. This should be challenged in the near future.

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용액성장된 ZnS 박막의 표면형상 및 양자사이즈효과 (Surface Morphology and Quantum Size Effect of ZnS Thin Film Grown by Solution Growth Technique)

  • 이종원;이상욱;조성룡;김선태;박인용
    • 한국재료학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.36-43
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    • 2002
  • In this study, the nanosized ZnS thin films that can be used for fabrication of blue light-emitting diodes, electro-optic modulators, and n-window layers of solar cells were grown by the solution growth technique (SGT), and their surface morphology and film thickness and grain size dependence on the growth conditions were examined. Based on these results, the quantum size effects of ZnS were systematically investigated. Governing factors related to the growth condition were the concentration of precursor solution, growth temperature, concentration of aq. ammonia, and growth duration. X-ray diffraction patterns showed that the ZnS thin film obtained in this study had the cubic structure ($\beta$-ZnS). With decreasing growth temperature and decreasing concentration of precursor solution, the surface morphology of film was found to be improved. Also, the film thickness depends largely on the ammonia concentration. In particular, this is the first time that the surface morphology dependence of ZnS film grown by SGT on the ammonia concentration is reported. The energy band gaps of samples were determined from the optical transmittance values, and were shown to vary from 3.69 eV to 3.91 eV. These values were substantially higher than 3.65 eV of bulk ZnS. It was also shown that the quantum size effect of SGT grown ZnS is larger than that of the ZnS films grown by most other growth techniques.

이산화티탄에 의한 삼염화에틸렌의 광촉매 분해반응 (Photocatalytic Degradation of Trichloroethylene over Titanium Dioxides)

  • 이용두;안병현;임권택;정연태;이근대;홍성수
    • 공업화학
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    • 제10권7호
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    • pp.1035-1040
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    • 1999
  • 자외선 조사하에서 $TiO_2$를 촉매로 하여 trichloroethylene의 광분해반응을 행하였다. 여러 가지 $TiO_2$ 촉매의 활성을 비교하였고, 반응조건에 따른 광분해 활성을 조사하였다. 또한 빛의 세기에 따른 분해활성과 반응물에 첨가된 물의 영향을 조사하였다. 여러 가지 $TiO_2$ 촉매에서 P-25가 가장 높은 활성을 보였고, anatase형이 rutile형보다 높은 활성을 보였다. 또한 반응물의 유속이 느릴수록 또한 초기농도가 낮을수록 trichloroethylene의 분해 반응 활성은 증가하였고, 산화제로서 공기를 사용하는 것이 효과적이었다. 한편 반응물에 첨가된 물은 촉매의 활성을 감소시켰고, 빛의 세기가 증가할수록 분해 반응속도가 증가하였으나 태양광에 의해서는 분해율이 매우 낮았다. trichloroethylene의 농도가 낮을 경우에는 촉매의 활성저하가 거의 일어나지 않았다.

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잣나무 임분밀도에 따른 피톤치드 농도 및 임내환경 특성에 관한 연구 (Analysis of Phytoncide Concentration and Micrometeorology Factors by Pinus Koraiensis Stand Density)

  • 조예슬;박수진;정미애;이정희;유리화;김철민;이상태
    • 한국환경보건학회지
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    • 제44권3호
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    • pp.205-216
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    • 2018
  • Objectives: Scientific verification for health effects has been constantly demanded through the forest healing factors. In this study, phytoncide concentration which is one of the forest healing factors, was investigated according to stand density, season and visiting time, and analyzed correlation with micrometeorology factors. Methods: Total volatile organic compounds (TVOCs) and Natural volatile organic compounds (NVOCs) were collected using a measuring instrument which is connected to an air pump with the Tenax TA tube. The 32NVOCs were selected through the detailed criteria of adequacy assessment for recreational forest. The statistical analysis (correlation and stepwise regression analysis) was conducted between phytoncide concentration and micrometeorology factors. Results: NVOCs concentration linearly increased according to stand density. The high level showed in the summer (p<0.05), and there is no significant difference according to visiting hours of the Healing forest. NVOCs is a negative correlation with solar radiation, PAR and wind direction, and a positive correlation with relative humidity and temperature (p<0.01). NVOCs increased following the increase of humidity and temperature ($R^2=0.55$). Conclusions: Phytoncide linearly increased according to stand density, and showed the correlation significantly with microclimate factors. In future, these results will be utilized as a basic material to promote the generation of phytoncide, which positively influences human health promotion and manage the forest welfare space.