• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.386-392
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• 2018

Fuel cells are known as eco - friendly energy facilities that can use heat energy and electric energy at the same time. Fuel cells are classified according to the temperature and material used, and solid oxide fuel cell (SOFC) is relatively high temperature ($700-800^{\circ}C$). SOFC requires a hot box consisting of a high temperature stack, a reformer, a burner, and the heat exchangers in order to use energy efficiently. The hot box needs to maintain heat insulation performance at high temperature to reduce heat loss. However, Fibrous insulation, which is widely used, needs to be improved because it has a disadvantage that the thermal conductivity is rapidly increased due to the increase of temperature. Therefore, this study was carried out to develop a thermal insulation, which is applied to multiple layers insulation (MLI) technic, that can be used under SOFC operating conditions and prevent a drastic drop in thermal conductivity at high temperature. The developed insulation is consist of a thermally conductive material, a spacer, and a reflective plate. The thermal conductivity of the insulation was measured by in the thermal conductivity measuring device at high temperature range. As a result, it was confirmed that the developed layers insulation have an good thermal conductivity (0.116 W/mK) than fibrous insulation (0.24 W/mK) as a radiation shielding effect at a high temperature of 1,173 K.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1370-1372
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• 1998

Boron doped CdS films were prepared by CBD(Chemical Bath Deposition) method using boric acid ($B_3HO_3$) as donor dopant source, and their properties were investigated. As-grown CdS films were highly adherent and specularly reflective. Boron doped CdS film which was fabricated under the condition of 0.01 $B_3HO_3/Cd(Ac)_2$ mole ratio, exhibited the lowest resistivity of $2{\Omega}cm$ and the highest optical bandgap of 2.41eV. Also, CdS/CdTe solar cells were fabricated with various doping concentration of CdS films. Using optimized CdS film as the window layer of CdS/CdTe solar cell, the characteristics of the cell were improved. ( $V_{oc}$=610mV, $J_{sc}$=37.5mA/cm, FF=0.4, $\eta$=9.1% )

• 한국세라믹학회지
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• 제44권10호
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• pp.589-595
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• 2007

Physical properties of sputtered YSZ thin film electrolytes on anode thin film by spray pyrolisis has been investigated to realize the porous electrode and dense electrolyte multilayer structure for micro solid oxide fuel cells. It is shown that for better crystallinity and density, YSZ need to be deposited at an elevated temperature. However, if pure NiO anode was used for high temperature deposition, massive defects such as spalling and delamination were induced due to high thermal expansion mismatch. By changing anode to NiOCGO composite, defects were significantly reduced even at high deposition temperature. Further research on realization of full cells by processing hybridization and cell performance characterization will be performed in near future.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.424-424
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• 2008

Dye-sensitized Solar Cell (DSC) is a new type of solar cell by using photocatalytic properties of $TiO_2$. The electric potential distribution in DSCs has played a major role in the operation of such cells. Models based on a built-in electric field which sets the upper limit for the open circuit voltage(Voc) and/or the possibility of a Schottky barrier at the interface between the mesoporous wide band gap semiconductor and the transparent conducting substrate have been presented. $TiO_2$ thin films were deposited on the FTO substrate by Nd:YAG Pulsed Laser Deposition(PLD) at room temperature and post-deposition annealing at $500^{\circ}C$ in flowing $O_2$ atmosphere for 1 hour. The structural properties of $TiO_2$ thin films have investigated by X-ray diffraction(XRD) and atomic force microscope(AFM). Thickness of $TiO_2$ thin films were controlled deference deposition time and measurement by scanning electron microscope(SEM). Then we manufactured a DSC unit cells and I-V and efficiency were tested using solar simulator.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.105-106
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• 2008

Structural, optical and electrical properties of CdS films deposited by chemical bath deposition (CBD), which are a very attractive method for low-cost and large-area solar cells, are presented. Cadmium sulfide (CdS) is II-VI semiconductor with a wide band gap of approximately 2.42 eV. CdS films have a great application potential such as solar cell, optical detector and optoelectronics device. In this paper, effects of Rapid Thermal Process (RTP) on the properties of CdS films were investigated. The CdS films were prepared on a glass by chemical bath deposition (CBD) and subsequently annealed at standard temperature $(400^{\circ}C)$ and treatment time (10 min) in various atmospheres (air, vacuum and $N_2$). The CdS films treated RTP in $N_2$ for to min were showed larger grain size and higher carrier density than the other samples.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제30권7호
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• pp.447-453
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• 2017

In this study, $Li_2MnSiO_4$ cathode material and LiPON solid electrolyte were manufactured into thin films, and the possibility of their use in thin-film batteries was researched. When the RTP treatment was performed after $Li_2MnSiO_4$ cathode thin-film deposition on the SUS substrate by a sputtering method, a ${\beta}-Li_2MnSiO_4$ cathode thin film was successfully manufactured. The LiPON solid electrolyte was prepared by a reactive sputtering method using a $Li_3PO_4$ target and $N_2$ gas, and a homogeneous and flat thin film was deposited on a $Li_2MnSiO_4$ cathode thin film. In order to evaluate the electrochemical properties of the $Li_2MnSiO_4$ cathode thin films, coin cells using only a liquid electrolyte were prepared and the charge/discharge test was conducted. As a result, the amorphous thin film of RTP treated at $600^{\circ}C$ showed the highest initial discharge capacity of about $60{\mu}Ah/cm^2$. In cases of coin cells using liquid/solid double electrolyte, the discharge capacities of the $Li_2MnSiO_4$ cathode thin films were comparable to those without solid LiPON electrolyte. It was revealed that $Li_2MnSiO_4$ cathode thin films with LiPON solid electrolyte were applicable in thin film batteries.

• 한국결정성장학회지
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• 제19권5호
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• pp.251-255
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• 2009

나노사이즈의 귀금속을 $TiO_2$ 매트릭스에 균질하게 분산 시킨 구조는 염료감응형 태양전지의 유망한 광전극 특성을 나타내는 것으로 보고되고 있다. 이와 같은 금 및 백금 나노미립자를 균질하게 분산된 구조의 광전극을 제작하기 위하여 석영 및 ITO 기판위에 동시스퍼터법에 의하여 박막을 합성 하였다. XRD분석을 통하여 상분석을 수행 한 결과 합성된 나노컴포지트는 Rutile상이 지배적인 결정 구조를 나타냈으며 열처리를 $600^{\circ}C$까지 진행함에 따라 $TiO_2$ 결정성의 향상 및 귀금속인 금 및 백금의 나노미립자가 증가 하는 결과를 나타내었다. 귀금속인 금 및 백금이 분산된 $TiO_2$ 광전극에서는 자외선(UV) 영역을 포함하여 가시광(VIS) 영역의 빛의 조사에 광전류 응답 특성을 발현 하였다. 가시광선 영역에서 발현된 광전류 응답 특성은 나노사이즈로 분산된 금 및 백금 금속과 $TiO_2$와의 계면 준위에 기인 한 것으로 판명 되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.265-265
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• 2014

일반적으로 태양전지 및 반도체 공정에서 불순물 주입 과정인 도핑(Doping)공정은 크게 몇 가지 방법으로 구분해 볼 수 있다. 소성로(Furnace)를 이용하여 열을 통해 불순물을 웨이퍼 내부로 확산시키는 열확산 방법과 진공 챔버 내부에서 전자기장을 걸어 이온을 극도로 가속시켜 진행하는 이온 주입(Ion implantation)이나 이온 샤워(Ion shower)를 이용한 도핑 방법이 있다. 또한 최근 자외영역 파장의 레이저광을 조사하여 광화학 반응에 의해 도펀트 물질를 분해하는 동시에 조사 부분을 용해하여 불순물을 도포하는 기법인 레이져 도핑(Laser doping) 방법이 개발중이다. 그러나 레이져나 이온 도핑 공정기술은 고가의 복잡한 장비가 필요하여 매출 수익성 및 대량생산에 비효율적이며 이온 주입에 의한 박막의 손상을 치료하기 위한 후속 어닐링(Post-annealing) 과정이 요구되는 단점을 가지고 있고 열확산 도핑 방법은 정량적인 불순물 주입 제어가 어렵고 시간 대비 생산량의 한계가 있다. 반면 대기압 플라즈마로 도핑을 할 경우 기존에 진공개념을 벗어나 공정상에서 보다 저가의 생산을 가능케 할 뿐아니라 멀티 플라즈마 소스 개발로 이어진다면 시간적인 측면에서도 단연 단축시킬 수가 있어 보다 대량 생산 공정에 효과적이다. 따라서 본 연구에서는 새로운 도핑 방법인 대기압 플라즈마를 이용한 도핑 공정기술의 가능성을 제안하고자 도핑 공정 시 웨이퍼 내 전류 패스(Current path)에 대한 메카니즘을 연구하였다. 대기압 플라즈마 방전 시 전류가 웨이퍼 내부에 흐를 때 발생되는 열을 이용하여 도핑이 되는 형식이란 점을 가정하고 이 점에 대한 원리를 증명하고자 실험을 진행하였다. 실험 방식은 그라운드(Ground) 내 웨이퍼의 위치와 웨이퍼 내 방전 위치에 따라 적외선 화상(IR image: Infrared image) 화상을 서로 비교하였다. 적외선 화상은 실험 조건에 따라 화상 내 고온의 표식이 상이하게 변하는 경향성을 나타내었다. 이 고온의 표식이 전류 패스라는 점을 증명하고자 시뮬레이션을 통해 자기장의 전산모사를 한 결과 전류 패스의 수직 방향으로 자기장이 형성이 됨을 확인하였으며 이는 즉 웨이퍼 내부 전류 패스에 따라 도핑이 된다는 사실을 명백히 말해주는 것이며 전류 패스 제어의 가능성과 이에 따라 SE(Selective Emitter) 공정 분야 응용 가능성을 보여준다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.368.2-368.2
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• 2014

$SnO_2$을 이용한 반도체는 기체 센서, 트랜지스터, 태양전지와 같은 여러 분야에 적용 가능하기 때문에 많은 각광을 받고 있다. $SnO_2$을 이용한 반도체 소자는 높은 화학적 안정성과 독특한 물리 화학적 특성을 지니고 있을 뿐만 아니라 부피에 대한 높은 표면적 비율을 가지고 있다. 우수한 $SnO_2$나노구조를 얻기 위해서 전자관 박막증착, 졸겔법, 물리적 증기증착, 열증착과 같은 다양한 방법들이 사용되었다. 다양한 합성 방법들 중에서 전기화학 증착법은 높은 성장율, 대면적 공정, 낮은 가격과 같은 장점을 가지고 있어 많은 연구가 진행되었지만, $SnO_2$ 구조의 성장조건에 따른 체계적인 연구는 진행되지 않았다. 본 연구는 indium-tin-oxide (ITO)로 코팅된 유리 기판 위에 전기화학 증착법을 사용하여 다양한 성장 조건에 따라 성장된 $SnO_2$나노구조들의 물리적 특성들을 관찰하였다. ITO 유리 기판 위에 성장된 $SnO_2$나노구조는 음극의 전구체와 전류의 상호작용에 의해 생성되는 산소 분자의 환원에 의해 형성된다. $SnO_2$나노구조의 모양은 전기화학 증착의 성장 환경에 따라 달라진다. $SnO_2$나노구조를 관찰하기 위해 시간에 따른 전압-전류, X-ray광전자분광법, 주사형전자현미경, X-ray회절분석법을 사용하여 측정하였다. ITO 유리 기판 위에 성장한 $SnO_2$ 소자에 서로 다른 인가 전압을 가해 주었을 때에 따른 전류밀도를 측정하였다. 일정한 인가전압에서 $SnO_2$나노구조의 X-ray광전자분광법 측정 을 통해 화학적 결합과 X-ray회절분석법 통한 $SnO_2$ 성장 방향을 관찰하였다. 주사형전자현미경 측정을 통하여 $SnO_2$의 표면을 관찰하였다

• 한국재료학회지
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• 제21권9호
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• pp.491-496
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• 2011

Transparent conducting oxides (TCOs) used in the antireflection layer and current spreading layer of heterojunction solar cells should have excellent optical and electrical properties. Furthermore, TCOs need a high work function over 5.2 eV to prevent the effect of emitter band-bending caused by the difference in work function between emitter and TCOs. Sn-doped $In_2O_3$ (ITO) film is a highly promising material as a TCO due to its excellent optical and electrical properties. However, ITO films have a low work function of about 4.8 eV. This low work function of ITO films leads to deterioration of the conversion efficiency of solar cells. In this work, ITO films with various Zn contents of 0, 6.9, 12.7, 28.8, and 36.6 at.% were fabricated by a co-sputtering method using ITO and AZO targets at room temperature. The optical and electrical properties of Zn-doped ITO thin films were analyzed. Then, silicon heterojunction solar cells with these films were fabricated. The 12.7 at% Zn-doped ITO films show the highest hall mobility of 35.71 $cm^2$/Vsec. With increasing Zn content over 12.7, the hall mobility decreases. Although a small addition of Zn content increased the work function, further addition of Zn content over 12.7 at.% led to decreasing electrical properties because of the decrease in the carrier concentration and hall mobility. Silicon heterojunction solar cells with 12.7 at% Zn-doped ITO thin films showed the highest conversion efficiency of 15.8%.