• 제목/요약/키워드: $Li_4SiO_4$

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박막 실리콘 태양전지의 도핑층 광손실 제거 기술

  • 백승재;팡량;박상일;임굉수
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.194-195
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    • 2012
  • 박막 실리콘 태양전지에 입사한 빛 중 흡수층인 진성 비정질 실리콘층(i-a-Si)에 흡수된 빛은 출력으로 변환되나, 기타의 층에서 흡수된 빛은 손실 성분이 된다. 이 중 흡수 손실이 큰 층은 도핑 층(p-a-SiC 및 n-a-Si)들인데, 이 들의 흡수 손실을 측정된 광학함수를 이용해 계산해 보면 Fig. 1과 같이 나타난다. p-a-SiC은 광 입사부에 위치하여 단파장 영역의 흡수 손실을 일으키고, n-a-Si 은 태양전지의 후면에 위치하여 장파장 영역의 흡수손실을 일으킨다. 이러한 도핑층에서의 흡수 손실을 제거 또는 개선하기 위해 도핑층의 재료를 기존 재료보다 광학적 밴드갭이 큰 재료로 대체하여 개선하는 방안에 대해 논하고자 한다. 금속 산화물의 밴드갭은 실리콘 화합물에 비하여 대체로 큰 값을 가지기 때문에 이를 기존의 실리콘 화합물 대신으로 사용한다면 광학적 흡수 손실을 효과적으로 줄일 수 있다. 단, 이때 태양전지의 광 전압을 결정하는 인자가 p층과 n층 사이의 일함수 차이에 해당하므로, p층의 대체층으로 사용 가능한 금속 산화물은 일함수가 큰(>5 eV) 재료 중에서 선택하는 것이 적합하며, n층의 대체층으로 사용 가능한 금속 산화물은 일함수가 작은(< 4.2 eV) 재료 중에서 선택하는 것이 적합하다. Table 1에서 p층과 n층 대체용 금속산화물의 후보들을 정리하였다. 먼저 도핑층에서의 광 흡수가 광손실이 될 수 밖에 없는 물리적 근거에 대해서 논하고, 그 실험적인 증명을 제시한다. 이러한 개념을 바탕으로 도핑층의 내부 전기장의 방향을 제어하여 전자-정공쌍을 분리 수집하는 방법을 실험적으로 구현하였다. 이어서 금속 산화물을 부분적으로 대체하여 흡수 손실을 개선하는 방안을 제시한다. WOx, NiOx, N doped ZnO 등을 적용하여 그 효과를 비교 검토하였다. 끝으로 금속산화믈 대체 또는 쇼트키 접합을 적용하여 도핑층의 광 흡수를 줄이고 효율을 향상하는 방안을 제시한다. 그 사례로서 WOx, MoOx, LiF/Al의 적용결과를 살펴보고 추가 개선방안에 대해 토의할 것이다. 결론적으로 광학적 밴드갭이 큰 재료를 도핑층 대신 사용하여 흡수 손실을 줄이는 것이 가능하다는 것을 알 수 있고, 이 때 일함수 조건이 만족이 되면 광 전압의 손실도 최소화할 수 있다는 점을 확인할 수 있었다. 현재까지 연구의 한계와 문제점을 정리하고, 추가 연구에 의한 개선 가능성 및 실용화 개발과의 연관관계 등을 제시할 것이다.

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플라즈마 중합으로 코팅된 콘덴서 케이스 전기 절연박막의 내구성에 관한 연구 (A Study on the Durability of Thin Electric Insulation Layers Coated on Condenser Cases by Plasma Polymerization)

  • 김경환;송선정;임경택;김경석;이휘지;김종호;조동련
    • 폴리머
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    • 제33권1호
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    • pp.79-83
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    • 2009
  • Hexamethyldisiloxane(HMDSO)+$O_2$를 플라즈마 중합시켜 알루미늄 판과 알루미늄 콘덴서 케이스 표면에 전기 절연박막을 코팅하였다. 코팅된 박막들은 두께가 0.5 ${\mu}m$ 이상이면 박막의 종류에 상관없이 1.0 M$\Omega$ 이상의 저항 값을 보였으며, 박막의 표면 형태 및 접착력은 플라즈마의 공정조건에 따라 달라졌다. 박막의 증착속도 및 접착력은 $O_2$/HMDSO 유량비와 방전전력에 따라 달라졌으며, 유량비가 4이고 방전전력이 60 W일 때 가장 좋은 결과를 보였다. 집착력은 또한 알루미늄을 끓는 물에서 30분간 전처리한 경우에 박막과 알루미늅 표면 사이에 Al-O-Si 결합을 형성하면서 크게 향상되었다. 이렇게 코팅된 박막은 우수한 내약품성과 내열성을 지니고 있었다.

PAD법으로 제작된 산화코발트-산화주석 복합체의 가스 감응 특성 (Cobalt Oxide-Tin Oxide Composite: Polymer-Assisted Deposition and Gas Sensing Properties)

  • 안세용;이위;장동미;정혁;김도진
    • 한국재료학회지
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    • 제20권11호
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    • pp.611-616
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    • 2010
  • A cobalt oxide - tin oxide nanocomposite based gas sensor on an $SiO_2$ substrate was fabricated. Granular thin film of tin oxide was formed by a rheotaxial growth and thermal oxidation method using dc magnetron sputtering of Sn. Nano particles of cobalt oxide were spin-coated on the tin oxide. The cobalt oxide nanoparticles were synthesized by polymer-assisted deposition method, which is a simple cost-effective versatile synthesis method for various metal oxides. The thickness of the film can be controlled over a wide range of thicknesses. The composite structures thus formed were characterized in terms of morphology and gas sensing properties for reduction gas of $H_2$. The composites showed a highest response of 240% at $250^{\circ}C$ upon exposure to 4% $H_2$. This response is higher than those observed in pure $SnO_2$ (90%) and $Co_3O_4$ (70%) thin films. The improved response with the composite structure may be related to the additional formation of electrically active defects at the interfaces. The composite sensor shows a very fast response and good reproducibility.

Dry Etching Characteristics of Zinc Oxide Thin Films in Cl2-Based Plasma

  • Woo, Jong-Chang;Ha, Tae-Kyung;Li, Chen;Kim, Seung-Han;Park, Jung-Soo;Heo, Kyung-Mu;Kim, Chang-Il
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제12권2호
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    • pp.60-63
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    • 2011
  • We investigated the etching characteristics of zinc oxide (ZnO) and the effect of additive gases in a $Cl_2$-based inductively coupled plasma. The inert gases were argon, nitrogen, and helium. The maximum etch rates were 44.3, 39.9, and 37.9 nm/min for $Cl_2$(75%)/Ar(25%), $Cl_2$(50%)/$N_2$(50%), and $Cl_2$(75%)/He(25%) gas mixtures, 600 W radiofrequency power, 150 W bias power, and 2 Pa process pressure. We obtained the maximum etch rate by a combination of chemical reaction and physical bombardment. A volatile compound of Zn-Cl. achieved the chemical reaction on the surface of the ZnO thin films. The physical etching was performed by inert gas ion bombardment that broke the Zn-O bonds. The highly oriented (002) peak was determined on samples, and the (013) peak of $Zn_2SiO_4$ was observed in the ZnO thin film sample based on x-ray diffraction spectroscopy patterns. In addition, the sample of $Cl_2$/He chemistry showed a high full-width at half-maximum value. The root-mean-square roughness of ZnO thin films decreased to 1.33 nm from 5.88 nm at $Cl_2$(50%)/$N_2$(50%) plasma chemistry.

Optical Properties of Opal Glass on the Various Contents of Chemical Composition

  • Nguyen, Tuan Dung;N., Bramhe Sachin;Kim, Ji Ho;Kim, Taik-Nam
    • 한국재료학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.59-66
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    • 2013
  • Opal glass samples having different chemical compositions were synthesized and transparent glass was obtained after melting. The effects of $TiO_2$, $BaF_2$, and $CeO_2$ content on the color of the opal glass were studied by observing images of the opal samples and analyzing the results via ultraviolet visible spectroscopy and color spectrometry. The aesthetic properties of the opal glass were determined by studying the transmittance of visible light in the 400 nm to 700 nm range. The basic chemical composition of opal glass was $SiO_2$ 52.9 wt%, $Al_2O_3$ 12.35 wt%, $Na_2CO_3$ 15.08 wt%, $K_2CO_3$ 10.35 wt%, $Ca_3(PO)_4$ 4.41 wt%, $MgCO_3$ 1.844 wt%, $LiCO_3$ 2.184 wt%, and $TiO_2$ 0.882 wt%. The glass samples were prepared by varying the weight percentage of $TiO_2$, $BaF_2$, and $CeO_2$. The transmittance of visible light was decreased from 95 % to 75 % in the glass samples in which $TiO_2$ content was increased from 0 to 3.882 wt%. In the blue spectrum region, as the content of $TiO_2$ increased, the reflectance value was observed to become higher. This implies that $TiO_2$ content induces more crystal formation and has an important effect on the optical properties of the glass. The opalescence of opal samples that contained $CeO_2$ or $BaF_2$ is stronger than that in the samples containing $TiO_2$. Opal glass samples comprising $TiO_2$ had tetragonal lattice structures; samples including $CeO_2$ as an additive had cubic lattice structures (FCC, $CeO_2$).

Efficient Synthesis of hypho-2,5-$S_2B_7H_{11}$ and Preparation of New nido-, arachno-, and hypho-Metalladithiaborane Clusters Derived from Its Anion hypho-$S_2B_7H_{10}{^-}$

  • 강창환;김성준;고재정;강상욱
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제16권11호
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    • pp.1067-1074
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    • 1995
  • Reaction of arachno-S2B7H8- with either THF or 1,2-dimethoxyethane upon refluxing condition results in the formation of the previously known compound hypho-S2B7H10-. Protonation of hypho-S2B7H10- with HCl/Et2O generates hypho-2,5-S2B7H11 in good yield. This hypho-S2B7H10- anion has been employed to generate a series of new nido-, arachno-, and hypho-metalladithiaborane clusters. Reaction of the anion with Cp(CO)2FeCl results in direct metal insertion and the formation of a complex containing the general formula (η5-C5H5)FeS2B7H8. Spectroscopic studies of nido-6-CpFe-7,9-S2B7H8 Ⅰ demonstrated that compound Ⅰ was shown to have an nido-type cage geometry derived from an octadecahedron missing one vertex, with the iron atom occupying the three-coordinate 6-position in the cage and the two sulfurs occupying positions on the open face of the cage. Reaction of hypho-S2B7H10- with CoCl2/Li+[C5H5]- gave the previously known complex arachno-7-CpCo-6,8-S2B6H8 Ⅱ. Also, the reaction of the anion with [Cp*RhCl2]2 gave the complex arachno-7-Cp*Rh-6,8-S2B6H8 Ⅲ, the structure of which was shown to be that of complex Ⅱ. The similarity of the NMR spectra of Ⅱ and Ⅲ suggest that Ⅲ adopts cage structure similar to that previously confirmed for Ⅱ. A series of 9-vertex hypho clusters in which the sulfur atoms are bridged by different species isoelectronic with a BH3 unit, such as HMn(CO)4 or SiR2 have been prepared. Compounds Ⅳ,Ⅴ and Ⅵ are each 2n+4 skeletal electron systems and would be expected according to skeletal electron counting theory to adopt hypho-type polyhedral structures derived from an icosahedron missing three vertices. The complex hypho-1-(CO)4Mn-2,5-S2B6H9 Ⅳ was obtained by the reaction of the anion with (CO)5MnBr and has been shown from spectroscopic data to consist of a (CO)4Mn fragment bound to the two sulfur atoms S2 and S5 of hypho-S2B7H10-. Also, similar hypho-type complexes hypho-1-R2Si-2,5-S2B6H8 (R=CH3 Ⅴ, R=C6H5 Ⅵ) have been prepared from the reaction of hypho-S2B7H10- with R2SiHCl.

Cloning, Expression, and Characterization of Para-Aminobenzoic Acid (PABA) Synthase from Agaricus bisporus 02, a Thermotolerant Mushroom Strain

  • Deng, Li-Xin;Shen, Yue-Mao;Song, Si-Yang
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제25권1호
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    • pp.66-73
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    • 2015
  • The pabS gene of Agaricus bisporus 02 encoding a putative PABA synthase was cloned, and then the recombinant protein was expressed in Escherichia coli BL21 under the control of the T7 promoter. The enzyme with an N-terminal GST tag or His tag, designated GST-AbADCS or His-AbADCS, was purified with glutathione Sepharose 4B or Ni Sepharose 6 Fast Flow. The enzyme was an aminodeoxychorismate synthase, and it was necessary to add with an aminodeoxychorismate lyase for synthesizing PABA. AbADCS has maximum activity at a temperature of approximately 25℃ and pH 8.0. Magnesium or manganese ions were necessary for the enzymatic activity. The Michaelis-Menten constant for chorismate was 0.12 mM, and 2.55 mM for glutamine. H2O2 did distinct damage on the activity of the enzyme, which could be slightly recovered by Hsp20. Sulfydryl reagents could remarkably promote its activity, suggesting that cysteine residues are essential for catalytic function.

유도 결합 플라즈마를 이용한 TaN 박막의 건식 식각 특성 (The Etching Characteristics of the TaN Thin Films Using Inductively Coupled Plasma)

  • 진려;주영희;우종창;김한수;최경록;김창일
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.1-5
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    • 2013
  • In this paper, we investigated the etching characteristics of the TaN thin films and the surface reaction of TaN thin films after etching process. The etching characteristics of the TaN thin films were carried out using inductively coupled plasma (ICP). The etch rate and the selectivity of TaN to $SiO_2$ and TaN to PR were measured by varying the gas mixing ratio, RF power, DC-bias voltage, and process pressure in CF-based plasma. The surface reaction of TaN thin films were determined by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS).

삼각전압소인법을 이용한 강유전체 박막내에서의 분극 및 유동이온에 대한 평가 (Evaluation of polarization and mobile charge in ferroelectric films using TVS(Triangular Voltage Sweep) method)

  • 김용성;이남열;정순원;김진규;정상현;김광호;유병곤;이원재;유인구
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.86-89
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    • 2000
  • The detection technique both the polarization and the mobile charge density at the same time in ferroelectric films on Si using TVS method have been proposed. This method yields a polarizable and an ionic displacement current peaks whose areas are proportional to the total polarization reversal charge and the total moble ionic space charge, respectively. The calculated polarization and the mobile charge density were 0.42 [$\mu$C/$\textrm{cm}^2$] and 5.5$\times$10$^{11}$ (ions/$\textrm{cm}^2$) in the SBT film of MFIS structure measured at 25$0^{\circ}C$, and 1.4 [$\mu$C/$\textrm{cm}^2$] in the LiNbO$_3$ film of MFS structure measured at 30$0^{\circ}C$, respectively.

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상동광산 석영맥의 조직 및 석영의 미량원소 분석을 통한 광맥 침전 기작 도출 (A Study on the Precipitation Mechanism of Quartz Veins from Sangdong Deposit by Analyses of Vein Texture and Trace Element in Quartz)

  • 이유성;박창윤;김영규
    • 자원환경지질
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    • 제56권3호
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    • pp.239-257
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    • 2023
  • 상동 텅스텐(W)-몰리브덴(Mo) 광산은 태백산 광화대에 위치하는 스카른 광상으로, 광화 작용 최후기에 수직적 분포양상을 보이는 회중석-석영맥을 산출한다. 본 연구에서는 이 석영맥의 조직 관찰과 LA-ICPMS를 통한 석영의 미량원소 함량 분석을 통해 석영맥을 형성한 유체의 조성 및 이들의 침전 기작에 대해 파악하고자 하였다. 석영맥 조직 관찰 결과, 상동광산의 상반맥과 하반맥에서는 각각 괴상조직과 신장형 괴상조직이 주로 발달하고, 본맥에서는 두가지 조직이 모두 관찰된다. 이러한 석영맥의 조직적 특징으로 볼 때, 괴상조직을 나타내는 상반맥의 석영맥은 맥상스카른 형성 단계에서 화성암체의 H2O 포화로 인한 수압 파쇄작용들 중 초기에 발생한 작용에 의해 침전되었고, 신장형 괴상조직을 나타내는 본맥과 하반맥의 석영맥은 상반맥의 석영맥 형성 이후 발생한 반복적 수압파쇄작용에 의해 형성된 것으로 생각된다. 석영의 미량원소 분석 결과 대부분 Li+ +Al3+↔Si4+의 치환관계를 만족하지만, 하반맥에서는 Li+이 우세하게 치환되는 경우와, Na+과 K+이 우세하게 치환되는 경우로 뚜렷하게 구분된다. 이는 하반맥의 신장형 괴상조직에 기반하여, 서로 다른 조성을 가지는 유체의 반복적 유입에 의한 결과로 해석된다. 석영의 Ti 함량은 상반맥, 본맥, 그리고 하반맥에서 각각 평균 28.6, 8.2, 그리고 15.7 ppm이며, 침전온도와 Ti 함량이 비례관계를 가진다는 점에서, 상반맥의 석영맥이 가장 고온환경에서 침전된 것으로 고려된다. 유체의 pH와 반비례관계를 가지는 석영의 Al 함량은 상반맥, 본맥, 그리고 하반맥에서 각각 평균 162.3, 114.2, 그리고 182.5 ppm으로 큰 차이를 보이지 않으며, 타 열수 광산들의 석영과 비교하여 매우 낮은 함량을 나타낸다. 이는 상동광산의 석영맥을 구성하는 석영 및 회중석이 약산성 내지 중성의 비교적 일정한 pH조건에서 침전되었음을 지시한다.