• Title/Summary/Keyword: 에너지밴드

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Iodine 도핑에 따른 $Bi_2Te_3$ 열전 성능 변화 연구

  • Kim, Gwang-Cheon;Kim, Seong-Geun;Lee, Deuk-Hui;Kim, Hyeon-Jae;Kim, Jin-Sang
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.695-695
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    • 2013
  • 양단간의 온도차를 이용한 열전 발전 및 펠티어 효과를 이용한 열전냉각 소자는 전기와 열의 직접적인 변환으로 활용도가 높아 차세대 에너지 연구 분야로 각광 받고 있다. 열전 소자의 성능 척도는 성능지수 Z (Figure of Merit)로 나타내며, Seebeck 계수 및 전기전도도, 열전도도의 관계로 주어지게 되고 재료의 물성치가 소자의 성능에 큰 영향을 주게 된다. 따라서, 열전재료의 성능을 높이는 연구가 활발히 진행되어 왔으며, 최근 에너지 밴드 구조를 조절하여 Seebeck계수의 향상을 시도하는 연구가 많이 진행되고 있다. 이는 페르미 레벨근처에 도핑 된 원자들이 Density of states에 추가로 준위를 형성하여 Seebeck 계수 향상을 가능하게 한다. 본 연구에서는 상온용 열전 물질인 $Bi_2Te_3$에 Iodine 도핑을 통한 열전 성능 변화를 고찰하고자 한다. $Bi_2Te_3$는 유기금속 화합물 증착 방법으로 성장하였고 기판으로 $4^{\circ}$기울어진 GaAs를 사용 하였다. 전기적 특성은 Seebeck 측정 및 Van der Pauw법에 의한 Hall measurement 방법으로 분석하였다.

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CBD법을 이용한 고품질의 CdSe 양자점 합성 및 태양전지 응용

  • Choe, Yeong-U;Seol, Min-Su;Kim, U-Seok;Yong, Gi-Jung
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.461.2-461.2
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    • 2014
  • 양자점은 밴드갭을 조절할 수 있거나 multiple exciton generation등 과 같은여러가지 장점을 갖고 있어 양자점 감응형 태양전지에 대한 많은 연구가 진행되어왔다. 하지만 아직까지 이론적인 에너지 전환 효율에 비하여 낮은 효율을 보여주고 있다. 이러한 낮은 효율은 양자점과 전해질 계면에서의 defect나 surface state로 인한 전자-정공의 재결합으로 설명할 수 있다. 본 연구에서는 CdSe 양자점 합성법 중의 하나인 Chemical Bath Deposition의 전구체 농도조절을 통하여 고품질의 CdSe양자점을 합성하였다. 특정 농도에서 CdSe 양자점 표면에 생성되는 SeO2층을 억제하여 CdSe양자점/전해질 계면에서의 전하 재결합 저항을 높였고 가장 높은 에너지 전환 효율을 보여주었다.

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태양열발전소 건설계획-미국 10MW헬리오스타트 파이롯트 플랜트건설

  • Korean Federation of Science and Technology Societies
    • The Science & Technology
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    • v.11 no.1 s.104
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    • pp.41-43
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    • 1978
  • 태양에너지 이용이 크게 역설된지도 벌써 상당한 년월이 흘렀으나 대규모 이용은 아직 실용화되지 못하고 있다. 다수의 반사경을 사용하여 태양 광선을 탑 위에 올려놓은 보일러에 집중시켜 여기에서 발생하는 수증기를 이용하여 터어빈을 회전, 발전하는 태양열발전 방식의 10MW의 파이롯드 플랜트가 금년중에 미국에 건설될 예정으로 있다. 이것은 앞으로 100MW의 발전소를 현실시키기 위한 것으로 기술적으로는 큰 어려움이 없고 대량생산이 되면 경제적으로도 원자력발전보다 오히려 유리하다고 한다. 기상조건과 지리적조건이 다른우리나라에서는 실현이 어렵겠지만 이러한 류의 구상은 우리나라에서도 가능할 것이다. 이 헬리오스타트(시계장치로 회전하는 반사경에 의하여 태양의 반사광선을 일정한 방향으로 보내는 장치)를 사용하는 발전에 대하여 휴우스톤대학의 물리학 교수이며 태양 에너지 연구소장인 힐데프란드박사와 같은 물리학교수이며 동연구소의 부소장인 밴드할박사가 상세한 논문을 발표하고 있다. 다음에 그 논문의 요약을 소개한다.

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${\gamma}$-FIB를 이용한 산소 유량에 따른 ITO (Indium Tin Oxide)의 Energy Band Structure 측정

  • Lee, Gyeong-Ae;Kim, Dong-Hae;Gwon, Gi-Cheong;Eom, Hwan-Seop;Choe, Eun-Ha
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.08a
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    • pp.191-191
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    • 2011
  • 최근 투명전극 연구는 태양전지 및 디스플레이, LED 등 많은 분야에서 응용되며 또한 기술 개발이 활발하다. 그 중 전기 전도도가 우수하면서 밴드갭이 2.5 eV 이상으로 가시광 영역에서 투명하기 때문에 디스플레이의 투명전극으로 ITO (Indium Tin Oxide)가 많이 사용되고 있다. 본 실험에서는 RF magnetron sputtering법을 이용한 ITO의 증착시 산소 유량을 달리하여 제작한 박막의 Energy Band Structure를 ${\gamma}$-FIB system을 이용하여 측정하였다. ITO에 이온화 에너지가 24.5 eV인 He Ion source를 주사하였을 때 Auger self-convolution을 통해 이차전자의 운동 에너지 분포를 구하고, 이를 통해 ITO 내의 Energy Band Structure를 실험적으로 측정하였다.

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졸-겔법에 의한 $TiO_2$-$SiO_2$ 합성 및 광촉매활성

  • 김학동;최윤석;양천회;홍필선
    • Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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    • 1998.11a
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    • pp.77-81
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    • 1998
  • $TiO_2$에 의한 광촉매 반응을 환경 분야에 도입시켜 본격적으로 연구하기 시작하기는 '80년대 후반부터의 일이다. 광촉매로는 $TiO_2$계 이외에 $SrTiO_3$계, $K_4$$Nb_{6}$$O_{17}$계가 알려져 있지만, $TiO_2$계 촉매가 보다 많이 연구되어져 있다.이처럼 $TiO_2$가 환경정화용 광촉매 등에서 주목을 받고 있는 이유는 $TiO_2$의 밴드갭(band gap) 에너지가 약 3.2ev로 390nm이하의 파장을 갖인 광에너지(UV)는 이들의 전자(electron)를 여기(exite)시키는데 충분한 것으로 알려져 있기 때문이다. 따라서 지금까지 사용된 광촉매로는 $TiO_2$(Degussa P-25) anatase type이 가장 많이 알려져 있으나 비표면적이 42$m^2$/g정도로 적어 효율성 떨어진다는 단점이 있어 비표면적을 크게하려는 노력이 꾸준히 연구되어 왔다. (중략)

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DBD 플라즈마 처리 후 산화된 적혈구 막지질의 에너지밴드 측정

  • Kim, Tae-Su;Lee, Jin-Yeong;Baek, Gu-Yeon;Jo, Sang-Yeon;Choe, Eun-Ha
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.517-517
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    • 2013
  • 세포막지질의 산화는 심각한 세포막의 기능저하를 유발하고 심하면 세포를 죽음에 이르게하여 생물학적으로 중요한 지표이다. 세포막지질의 산화는 간접적인 화학적 방법으로 측정하거나, 지질을 추출해내어 질량분석기나 핵자기공명분광기 같은 물리적 방법으로 분석한다. 우리는 이온유도 이차전자 방출계수(${\gamma}$) 변화를 측정하여 세포막지질의 산화를 지질추출 없이 측정할 수 있는지 조사해 보았다. 세포막분리가 쉬운 적혈구를 모델세포로 사용하였고, 다양한 라디칼을 발생시키는 대기압 공기 DBD플라즈마 장치를 이용하였다. 적혈구를 플라즈마에 노출하는 시간으로 산화의 정도에 차이를 만들어 측정값과 비교하였다. ${\gamma}$값은 Auger의 중화이론에 바탕을 둔 이온유도 이차전자 방출빔(${\gamma}$-FIB)장비를 이용하여 측정하였다. 측정결과 적혈구가 산화됨에 따라서 ${\gamma}$값이 증가함을 볼 수 있었고, 동시에 workfunction값이 변화함을 보았으며, 그 결과를 화학적 방법과 비교해 보았다.

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몰리브덴이 도핑된 타이타늄 나노튜브의 수전해 연구

  • O, Gi-Seok;Choe, Jin-Seop
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2016.11a
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    • pp.190.2-190.2
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    • 2016
  • 청정에너지 개발은 화석연료를 대체하기 위하여 꾸준한 관심을 받고 있다. 많은 대체에너지중 수소는 그 반응물이 순수한 물로써 환경오염이 없다. 기존의 수소를 얻어내는 방법은 메탄을 고온 고압에서 수증기와 반응시켜 얻는데 이 때 이산화탄소가 생성이 된다. 전기화학적 물분해 방법은 물을 수소와 산소로 선택적으로 분해시킬 수 있는 방법이다. $TiO_2$는 전기적으로 합성할 때 표면의 구조제어가 쉽고 열역학적, 화학적 안정성이 높아 자체의 높은 밴드갭(3.0~3.2 eV)에도 불구하고 산업적으로 염소분해 전극으로써 사용되고 있으며 최근에는 물분해 전극으로도 적용하는 연구가 진행되고 있다. 전기화학적 물분해 반응을 위해서는 높은 과전압이 요구되므로 산업적으로 이용하기 위해 전도성을 향상시키기 위한 연구가 필요하다. 낮은 전압에서도 물을 분해할 수 있는 촉매제의 도핑이 연구되고 있으나 대부분 촉매로 사용되는 금속은 루테늄과 이리듐 등의 귀금속이다. 본 연구에서는 저가촉매로써 몰리브덴을 도핑한 후 농도별 성능을 비교하였다. 전극의 성능비교를 위해 각 촉매의 농도별로 다른 전해질 농도조건에서 성능비교실험을 진행하였다.

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삼중접합 실리콘 박막 태양전지 고효율화를 위한 a-$SiO_x$ 상부전지 특성 연구

  • Lee, JiEun;Jo, Jun Sik;Park, Sang Hyun;Yoon, Kyung Hoon;Song, Jinsoo;Kim, Dong Hwan;Lee, Jeong Chul
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.63.2-63.2
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    • 2010
  • 삼중접합 태양전지에 상부전지로 이용되는 a-SiO:H 태양전지는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition)을 이용하여 증착하였다. i a-SiO:H는 $CO_2/SiH_4$ 비율을 변화하여 밴드갭을 조절하였다. $CO_2/SiH_4$가 0에서 0.43으로 증가 할수록 밴드갭이 1.74 eV에서 1.94 eV로 증가하는 경향을 보였다. 이는 FTIR에서 나타난 결과인 Si-O-Si 결합의 증가 때문인 것으로 판단한다. 그에 반해서 광 전도도는 감소하는 경향을 보였다.그러나 암전도도와 광전도도의 비율인 광민감도는 $10^5$에서 $10^4$의 값으로 비정질 태양전지에 적용가능한 값을 보였다. 이러한 박막 특성을 가진 i a-SiO:H를 이용하여 비정질 실리콘 태양전지를 제작한 결과 $CO_2/SiH_4$의 비율이 증가함에 따라 태양전지의 $V_{oc}$가 0.8 V에서 0.5 V로 현저하게 감소하였고, $J_{sc}$와 FF 역시 11 $mA/cm^2$에서 4 $mA/cm^2$, 69%에서 50%로 감소하였다. 단위박막 결함을 측정하는 CPM(Constant Photocurrent Method)을 이용하여 i a-SiO:H 내부에 $10^{16}cm^{-3}$ 정도의 내부 결함을 관찰하였고 이는 태양전지의 특성 감소와 관련이 있는 것으로 판단한다.

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The Temperature- and Field-dependent Impact ionization Coefficient for Silicon using Monte Carlo Simulation (Monte Carlo 시뮬레이션을 이용한 Si 임팩트이온화계수의 온도 및 전계 특성)

  • 유창관;고석웅;김재홍;정학기;이종인
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2000.05a
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    • pp.451-454
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    • 2000
  • The impact ionization(I.I.) is necessary to analyze carrier transport properties under the influence of high electric field. The full band I-k relation and Fermi's golden rule are used for the calculation of impact ionization rate. We have investigated the temperature- and field-dependent impact ionization coefficient for silicon using full band Monte Carlo simulation. The impact ionization coefficients calculated by our impact ionization model are agreed with experimental data at look. We know that impact ionization coefficients and electron energies are decreasing along increasing temperature due to increase of phonon scattering, especially by emission. The logarithm of impact ionization coefficients are fitted to linear function for temperature and field. The residuals of linear function are within the error bound of 5%. We know logarithmic impact ionization coefficients are linearly dependent on temperature and field.

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