• Title/Summary/Keyword: 용액 공정

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화학적 구조 설계를 통한 수계 Cu-In-S 잉크와 액상셀렌화 법의 개발을 통한 고효율의 CISSe 태양전지 제작

  • O, Yun-Jeong;Yang, U-Seok;Kim, Ji-Min;Mun, Ju-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.428-428
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    • 2016
  • Copper indium sulfide (selenide) (CuIn(S,Se)2,CISSe)는 1.0~1.5 eV의 Direct band gap과 105 cm-1이 넘는 큰 광 흡수 계수를 가지고 있어 박막 태양전지의 흡수층으로써 연구되어 왔다. 최근 대량생산 및 저가 공정에 용이하다는 측면에서 용액 공정 기반 CISSe 태양전지 연구가 크게 주목 받고 있다. 용액공정 기반 중 하이드라진을 사용 한 경우 매우 높은 효율을 기록하였으나, 하이드라진 자체의 유독성과 폭발성 때문에 분위기 제어가 필요하고 여전히 저가화 및 대면적 제작에 한계가 있다. 따라서 알코올 솔젤 기반 CISSe 태양전지 제작 연구가 많이 진행되었으나, 결정립 성장 및 칼코겐 원자를 공급하기 위해 불가피하게 황화/셀렌화 후속 열처리 공정을 요구한다. 후속 열처리 공정은 폭발성의 황화수소/황화셀레늄 기체 분위기 제어와 고가의 장비를 필요로 한다. 본 연구에서는 매우 안정적이며 저가 용매인 물과 아민계 첨가제를 이용하여 Cu, In 전구체와 S, Se 이 포함된 Cu-In-S 잉크와 Se잉크를 제작하였다. 잉크 내에 S, Se을 첨가 함으로써 추가적인 후속공정 없이 비활성 가스 분위기에서 고품질의 CISSe 박막 제작을 가능케 하였다. 또한 Se 잉크 증착 횟수에 따른 결정 구조, 광학적 성질의 차이에 주목하였다. 따라서 수계 잉크를 대기 중에서 스핀코팅으로 박막을 제작한 후, Hot plate에서 건조하여 균일한 박막을 제조하고, 제작된 박막을 tube furnace에서 환원 분위기 및 비활성 가스 분위기에서 열처리 진행하여 $1.3{\mu}m$ 두께의 고품질의 CISSe 흡수층을 제작하였다. 이러한 흡수층에 대해 XRD, SEM, EDS 분석을 진행하여, 결정성, 미세구조, 및 조성을 확인하였으며, 제작된 흡수층 위에 버퍼층/투명전극층을 차례로 증착하여 CISSe 태양전지를 제작하여 셀 성능 및 양자 효율 특성을 파악하였다. 또한 액상 Raman 분석을 통해 결정립 성장 과정 메커니즘을 제시하였다.

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Decomposition and leaching of Rare earth ore (희토류 광물의 분해 및 침출)

  • Lee, Jin-Yeong;Jeon, Ho-Seok;Kim, Joon-Soo
    • Mineral and Industry
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    • v.23
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    • pp.26-31
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    • 2010
  • 희토류 정광으로부터 첨단산업 원료소재로 수요가 급증하고 있는 고순도 희토류 소재를 제조하기 위한 가장 첫 공정은 침출공정이다. 즉, 희토류 정광으로부터 원소별 희토류 성분을 분리하기 위해서는 용액상태로 전환이 필요한데, 이때 일반적인 산 및 알카리 용액에는 희토류 성분은 침출이 되지 않으므로 강산 또는 강 알카리 조건에서 희토류 정광을 침출 가능한 형태로 변환 시켜주는 분해공정이 선행되며 이후 산 침출에 의해 희토류 성분을 침출하게 된다. 본 고에서는 대표적인 희토류 광물인 모나자이트와 바스트나사이트, 그리고 이 광물의 혼합물 형태로 생산되는 혼합광물에 대한 분해 및 침출공정을 소개하고자 한다.

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$CdCl_2$ 활성화 공정과 후면 산화막 제거 공정을 거친 CdTe 박막의 표면 물성 변화 연구

  • Cheon, Seung-Ju;Lee, Seung-Hun;Jeong, Yeong-Hun;Bae, Jong-Seong;Kim, Ji-Hyeon;Kim, Dong-Hwan
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.98.1-98.1
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    • 2012
  • CdS/CdTe 박막 태양전지의 경우 높은 광흡수 계수를 가지고 있는 CdTe 다결정 박막을 흡수층으로이용 한다. CdTe 다결정 박막의 경우 CdS/CdTe 계면과 박막 내부에 많은 결함들이 존재 하며, CdTe 박막 내부에 존재하는 캐리어의 수를 증가 시키기 위하여 $CdCl_2$ 활성화 공정을 거치게 된다. 이때 박막의 물성 변화를 분석 하기 위하여, X-Ray Diffractometer (XRD), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)를 이용하여 박막 표면 분석을 진행 하였다. 이를 통해 박막 표면에서 산소가 Cd와 Te과 결합하면서 산화막이 생성되는 것을 확인하였다. 박막 표면에 생성된 산화막은 후면 금속 전극 형성을 위해, 용액 공정을 통하여 제거 되는데, 이때 CdTe 박막 표면에서 Cd이 용액에 의해 제거 되는 것을 확인 하였다.

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Di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid 추출제에 의한 Am(III), Eu(III) 및 Np(Ⅵ)의 상호분리연구

  • 양한범;임재관;이일희;유재형;박현수
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1995.05b
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    • pp.853-858
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    • 1995
  • $^{152}$EU, $^{241}$Am 및 $^{241}$Np를 선정하여 추출제 di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid (DEHPA)로 이들 세가지 핵종의 상호 분리공정에 대해 연구하였다. 추출공정에서 질산농도는 0.IM이고 추출 제DEHPA/n-dodecane 농도가 IM 일때, $^{152}$Eu 및 $^{241}$Am, $^{241}$Np 핵종 모두 99.9% 이상 추출되었다. $^{241}$Am 핵종의 역추출을 위한 제 1 역추출공정에서 역추출제인 0.05M di-ethylenetriamine pentaacetic acid (DTPA)와 1.5M 젖산 (lactic acid) 혼합용액의 pH가 3.6 일때 $^{152}$Eu과 $^{241}$Am의 상호분리비와 역추출율이 가장 좋았다. $^{152}$Eu의 역추출을 위한 제 2 역추출단계에서 역추출제인 질산용액의 최적농도는 6M이며, 이때 $^{152}$Eu은 99%가 역추출되었다.$^{241}$Np 핵종의 역추출을 위한 제 3 역추출공정에서 역추출제는 0.5M 옥살산이며, 이때 $^{241}$Np은 92%가 역추출되었다.

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Aluminum oxide surface에 Palladium 전처리 공정을 이용한 무전해 Ni-P 도금 특성 평가

  • Zhang, Jingjing;Lee, Chang-Hyeong;Seo, Su-Jeong
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.114-114
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    • 2011
  • Aluminum oxide surface에 palladium 전처리 공정을 이용하여 무전해 Ni-P 도금을 진행하였다. Ni-P도금액을 산성(pH 4.8~5.3)용액과 알칼리(pH 9~10)용액에 따른 각각의 도금 특성을 평가하였다. 또한 다양한 공정조건(온도, pH, 두께 등...)에서의 도금 특성과 미세구조를 분석하여 $Al_2O_3$막에 적합한 Ni-P 도금액과 공정조건을 개발하였다. 산성 Ni-P 도금액의 경우 pH 5.3, $90^{\circ}C$의 도금 조건에서 phosphorous 12.1 wt.%, 도금속도 274nm/min.의 Ni-P 도금막을 얻을 수 있었다.

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용출액의 pH 변화가 토양내 중금속 용출에 미치는 영향과 그에 따른 국내 토양오염 공정시험방법의 문제점

  • 오창환;유연희;이평구;이영엽
    • Proceedings of the KSEEG Conference
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    • 2003.04a
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    • pp.76-79
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    • 2003
  • 국내의 토양오염 공정시험방법에서는 Zn, Ni 추출시 산분해법에 가까운 방법을 사용하는 반면, Cd, Cu, Pb, $Cr^{6+}$ 추출시 0.1N HCl용액으로 산처리하여 1시간을 진탕한 후 이를 필터로 여과하여 분석용액을 추출하는 용출법을 사용하고 있다(환경부, 2001). 시료내에는 완충 물질이 존재하기 때문에 용출법 사용시 초기 pH 인 1(0.1N HCl)이 유지되지 않아 완충능력이 높은 토양의 경우 현재 국내 공정법상의 용출법이 중금속 오염정도를 추정하는데 적절치 않을 수 있다. (중략)

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Assessment of Power Generation by Pressure Retarded Osmosis Process from Spiral-Wound Membrane Pilot-Plant (나권형 모듈을 이용한 압력지연삼투 공정의 에너지생산에 관한 연구)

  • Go, Gil hyun;Park, Tae shin;Kang, Lim seok
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.38 no.9
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    • pp.476-481
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    • 2016
  • Pressure retarded osmosis (PRO) is a quite new technique for power generation using an osmotically driven membrane process. In the PRO process, water permeates through a semipermeable membrane from a low concentration feed solution to a high concentration draw solution due to osmotic pressure. This study carried out to evaluate the performance of the 8 in spiral wound membrane module using reverse osmosis concentrate for a draw solution and reverse osmosis permeate for a feed solution. Three different flowrates of draw and feed solution, such as 2.4 L/min, 5.0 L/min, and 10.0 L/min were used to estimate the power density and water flux under various range of hydraulic pressure differences between 5 bar and 30 bar. In addition, the effects of feed and draw solution concentration, flowrate, and mixing ratio on 8 in spiral wound PRO membrane module performance were investigated in this study. As major results, increases of the draw solution concentration lead to the improvement of power denstiy, and water flux. Also, increase of flowrate resulted in the improvement of power density and water flux. In addition, optimal mixing ratio of draw and feed solution inlet flowrate was found to be 1:1 to attain a maximum power denstiy.

Preparation of CIGSe thin film solar cells by solution process and selenization

  • Park, Mi-Seon;Jo, Hyo-Jeong;Seong, Si-Jun;Hwang, Dae-Gyu;Kim, Dae-Hwan;Gang, Jin-Gyu
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.02a
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    • pp.410-410
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    • 2011
  • Chalcopyrite계 화합물 $CuInGaSe_2$($CIGSe_2$)는 높은 광흡수율과 전기적 특성 및 안정성, 그리고 1.02~1.67 eV 범위의 최적의 에너지 밴드갭을 가져 박막태양전지용 광흡수층 재료로 많은 관심을 받고 있다. 일반적으로 $CIGSe_2$ 박막태양전지의 광흡수층을 형성하는 공정은 고효율 태양전지 제작이 가능한 진공공정을 이용한다. $CIGSe_2$ 광흡수층을 형성하는데 있어 진공 공정을 용액기반 공정으로 대처한다면 저비용으로 보다 간단하면서 효율적인 태양전지의 제조가 가능 할 것으로 기대된다. 본 연구에서는 $CIGSe_2$ 광흡수층을 2 단계에 걸쳐 제작하였다. 먼저 Cu, In, Ga 성분을 포함하는 용액을 이용하여 CIG 전구체막을 형성한 후, 다음 단계로 selenization 공정을 진행함으로써 $CIGSe_2$ 박막을 제작하였다. $CIGSe_2$의 결정 성장을 위하여 selenization 공정의 열처리 온도와 시간을 조절하여 CIG 전구체막과 Se 원소의 결합반응을 최적화할 수 있는 공정 조건을 확보하였으며 이를 통해 우수한 결정 및 전기적 특성을 갖는 $CIGSe_2$박막을 제조하였다. 제작된 $CIGSe_2$ 박막의 광전변환 효율을 측정하여 단위셀로서의 구현이 가능함을 확인하였으며 XRD, SEM, EDS, UV-visible을 통하여 $CIGSe_2$박막의 특성을 분석하였다.

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