• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권2호
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• pp.172-176
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• 2019

저생 미생물 연료전지(BMFC)는 바다나 호수의 뻘 속에서 저생미생물이 유기물을 분해하면서 발생시키는 전기를 이용한 연료전지다. 본 연구에서는 BMFC 전극으로 카본 소재를 발수 처리한 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)의 가스확산층(GDL)을 사용해서 성능이 높게 나오는 구동조건을 찾고자 하였다. 높은 저항 값을 갖는 외부저항을 사용했을 때 성능이 높았으며 바닷물에서 리드선의 부식에 의한 전극과 접촉저항 증가를 피해야 성능을 유지할 수 있었다. 기포 발생기를 사용해 최고출력밀도를 2배 이상 높일 수 있었고 최적 구동 온도는 $40^{\circ}C$였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.182.1-182.1
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• 2015

Transparent conducting oxides (TCOs)는 높은 투과율과 낮은 전기전도도를 갖고 있어 광다이오드, 태양전지 등 광소자에 적용하기 위해 많은 연구가 진행되어 왔다. 특히 Indium oxide 계열의 박막은 TCO 물질 중 하나로서 3.6 eV 의 wide bandgap을 가지고 있고, 높은 투과율과 낮은 전기 전도도 (< $10-3{\Omega}cm$)를 보여 다양한 응용이 가능해 오랫동안 연구 되어 지고 있다. 게다가 Indium oxide 계열의 박막은 낮은 가격과 화학적 안정성, 공정과정의 편의성 등 다양한 이점을 가지고 있어서 현재는 더 낮은 가격으로 생성해 더 높은 효율을 만드는데 관심이 집중되고 있다. 이러한 박막은 태양광 흡수층에서 생성되는 캐리어의 이동 및 외부 전극과의 접촉에서 발생하는 손실을 줄이기 위한 전극용 소재로 연구되어지고 있다. 본 연구에서는 Indium Molybdenum Oxide 박막을 Indium oxide와 Molybdenum 타겟을 이용하여 co-sputtering 방법으로 증착하였다. Indium molybdenum oxide 박막은 일정한 Mo 도핑농도와 일정한 Ar 개스 분압에서 다양한 기판온도 변화를 통해 증착하였다. 제작된 Indium molybdenum oxide 박막은 Hall Effect Measurement, Ultraviolet-Visible spectroscopy 및 X-Ray Diffraction (XRD) 등을 분석해 기판의 온도변화에 따른 전기비저항 및 광 투과도의 특성변화를 조사하였다.

• 센서학회지
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• 제9권3호
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• pp.224-232
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• 2000

표면 미세가공 공정에서 Al 공정을 이용하면 Al 전극의 제작에 의해 접촉 저항이나 선 저항 등을 줄여 전기적인 신호 손실을 줄일 수 있고, 산화막을 희생층으로 사용하는 간단한 공정에 의해 Al 구조물 제작이 가능한 장점을 지닌다. 그러나 실제 공정에서는 Al 전극이나 Al 구조물이 희생층 제거 시에 사용되는 HF 용액에 의해서 부식되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 사용되는 희생층 식각액인 BHF/glycerine 혼합 용액에 대한 PSG와 Al의 기본적인 식각 특성은 표면 미세가공에서 발생하는 구조적인 제한 조건에 따라 상당히 달라진다. 본 논문에서는 이러한 희생층의 구조적 특성과 Al 박막의 증착 표면 거칠기의 변화로 인한 식각 특성의 변화를 고려하여 실제로 표면 미세가공에 적용 가능한 혼합 용액의 조건을 조사하였다. 희생층 식각 조건변화에 따른 BHF/glycerine 혼합용액의 최적 혼합비는 $NH_4F$:HF:glycerine=2:1:2에서 가장 좋은 식각 선택비를 보이는 것으로 나타났으며 이 실험 결과를 실제 Al 전극 제작에 적용한 결과 Al 패턴이 희생층 식각액에 대해서 우수한 내식성을 보였다. 또한 Al의 식각액에 대한 내식성을 향상시키기 위하여 CMP 공정을 도입하여 증착 표면을 개선시켰으며 이를 Al 구조물의 제작에 적용하여 식각 특성을 분석하였다. 이러한 분석을 통해 본 논문에서 제시한 식각 조건을 이용하면 Al 전극과 Al 구조물을 표준적인 표면 미세가공 공정을 통하여 간단하게 제작할 수 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권3호
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• pp.49-54
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• 2020

신축/유연한 전극을 무언가에 접착하거나 전극에 무언가를 접착하기 위해서는 전극의 특성에 맞는 전도성 접착제가 필요하다. 전도성 접착제는 접착성과 전도성이 필수적으로 요구된다. 특히 접착성 부분은 내구성과 내열성이 요구되며 기존 접착제와 다르게 전도성까지 보유해야한다. 그러기 위해서는 강도와 접착성이 좋은 에폭시를 접착제로 선정하였고 여기에 기존 주제와 경화제로 이루어진 2액형 소재가 아닌 가소제와 보강제까지 혼합하여 4액형 소재를 사용하여 신축/유연성을 고분자에 부여하였다. 전도성 필러는 비저항이 낮은 재료인 은으로 선정하였고 높은 전도성을 위해 3가지 모양의 Ag 입자를 사용해 패킹성을 높였다. 이렇게 개발된 전도성 접착제와 실제 판매되고 있는 에폭시 기반 전도성 접착제 2개와 전도성을 비교하였고 실제 판매되고 있는 제품보다 약 10배정도의 우수한 전도성 결과가 도출되었다. 그리고 가소제와 보강제 여부에 따른 전도성, 기계적 특성, 접착력, 강도를 평가하였다. 또한 120℃에서 5분 경화 후에 60%의 인장에도 문제가 없었으며 연필경도는 6H로 우수하게 측정되었다. 3M tape test를 통해 전극의 접착력을 확인한 결과 바인더의 배합 비율에 관계없이 모두 우수한 결과를 보였다. 전극 위에 Cu sheet를 전도성 접착제를 통해 부착시킨 후 접촉저항을 확인한 결과 0.3 Ω으로 우수한 성능을 보였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.53.1-53.1
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• 2010

결정질 실리콘 태양전지의 효율을 향상시키기 위하여 수광면에 서로 다른 도핑농도를 가지는 고농도 도핑영역과 저농도 도핑영역으로 이루어진 emitter를 형성하는 것이 요구되며 이를 selective emitter라 칭한다. Selective emitter를 형성하면 고농도 도핑영역에서 금속전극과 저항 접촉이 잘 형성되기 때문에 직렬 저항이 최소화되고 저농도 도핑영역에서는 전하 재결합의 감소로 인하여 태양전지의 변환효율이 상승하는 이점이 있다. Selective emitter의 형성방법은 이미 다양한 방법이 제안되고 있으나, 본 연구에서는 기존에 제시된 방법과는 다르게 열산화 시 dopant redistribution에 의한 Boron depletion 현상을 이용하여 selective emitter를 형성하는 방법을 제안하였고, 이를 Simulation을 통하여 검증하였다. 초기 emitter 확산 후 junction depth는 0.478um, 면저항은 $104.2{\Omega}/sq.$ 이었으며, nitride masking layer 두께는 0.3um로 설정하였다. $1100^{\circ}C$에서 30분간 습식산화 공정을 거친 후 nitride mask가 있는 부분의 junction depth는 1.48um, 면저항은 $89.1{\Omega}/sq$의 값을 보였고, 산화막이 형성된 부분의 junction depth는 1.16um, 면저항은 $261.8{\Omega}/sq$의 값을 보였다. 위 조건의 구조를 가진 태양전지의 변환 효율은 19.28%의 값을 나타내었고 Voc, Jsc 및 fill factor는 각각 645.08mV, $36.26mA/cm^2$, 82.42%의 값을 보였다. 한편 일반적인 구조로 설정한 태양전지의 변환 효율, Voc, Isc 및 fill factor는 각각 18.73%, 644.86mV, $36.26mA/cm^2$, 80.09%의 값을 보였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.80-83
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• 2000

본 연구에서는 유기물 전자소자 개발을 위한 기초 연구로서 증착시 기판의 온도, 증칙비, 열처리 온도에 따른 펜타신 박막의 수평방향 전기전도도, 접촉저항, 면저항 둥 전기적 특성을 측정 하였다. 시료는 분말형 펜타신을 유기분자선 성막장치(OMBD)를 이용하여 성막 하였다. 전도도 계산을 위한 두께의 측정은 $\alpha$-step을 이용하였으며, TLM(transfer length method)으로 접촉저항, 면저항등 전기적 특성을 측정하였다. 전극은 Au를 사용하여 진공 증착법으로 제작하였다. 기판의 온도는 3$0^{\circ}C$, 4$0^{\circ}C$, 5$0^{\circ}C$, 6$0^{\circ}C$, 7$0^{\circ}C$, 8$0^{\circ}C$, 10$0^{\circ}C$ 일곱 종류로 하여 증착비를 달리 하였고, 열처리에 의한 효과는 10$0^{\circ}C$에서 증착한 시료를 10$0^{\circ}C$, 14$0^{\circ}C$에서 각각 10초간 열처리를 실시하였다. 기판 온도에 따른 막의 형상은 AFM을 이용하여 관찰하였다. 기판의 온도가 상승할수록 박막의 결정화가 활발히 진행되었으며 최대단일결정은 4$\mu\textrm{m}$였다. 전기전도도는 7.40$\times$$10^{-7}$ S/cm ~ 0.778$\times$$10^{-5}$ S/cm의 값을 나타내었으며, 접족저항은 10$0^{\circ}C$에서 증착하고 14$0^{\circ}C$에서 10초간 열처리 한 경우 2.5324㏁으로 가장 작았으며, 면저항은 약간의 차이는 있으나 전체적으로 ≒ $10^{9}$ Ω/ 의 값을 보였다

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2006년도 춘계종합학술대회
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• pp.1023-1026
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• 2006

가정이나 병원 등 해상에서 위급한 환자를 모니터링 할 때 현재의 심전도 측정기의 전극센서가 불편할 경우가 많다. 구급차량 내에서나 선박에서 환자를 측정시 흔들림이 심하기 때문에 전극이 떨어져 측정이 쉽지가 않으며 또 환자의 몸에 지방분이나 습기가 많을 경우를 쉽게 붙어있지 않아 측정이 더욱 힘들어진다. 본 연구에서는 환자가 언제든지 전극을 붙이고 화장실이나 외출까지도 자유롭게 할 수가 있도록 하였으며 또 흉부에 쉽게 착용이 용이하도록 부드러운 벤드 형태로 설계되었다. 심전도의 전극소재로는 전기저항특성이 우수하고 피부 트러블이 거의 없는 금을 소재로 한 제품을 적용하였으며 광전용적맥파 및 말초체온 등을 추가로 설계하여 다중생체신호를 모니터링 할 수 있도록 구현하였다. 본 실험에서는 가승이나 늑골부위에서는 생체신호전달이 좋았으며, 환자의 복부부위에서는 생체신호가 아주 작게 검출되었다. 전극소재로 금 전극을 사용하여 일반적인 전극을 이용할 때 보다 신호 검출이 우수하다는 결과를 얻었으며. 일반적인 전극은 단순1회용으로 끝나지만 금 전극센서는 반영구적이면서도 환자가 이동시 접촉력이 우수하여 보다 정확한 데이터를 얻을 수가 있었다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2009년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.235-240
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• 2009

Crystlline silicon solar cells markets are increasing at rapid pace. now, crystlline silicon solar cells markets screen-printing solar cell is occupying. screen-printing solar cells manufacturing process are very quick, there is a strong point which is a low cost. but silicon and metal contact, uses Ag & Al pates. because of, high contact resistance, high series resistance and sintering inside process the electric conductivity decreases with 1/3. and In pastes ingredients uses Ag where $80{\sim}90%$ is metal of high cost. because of low cost solar cells descriptions is difficult. therefore BCSC(Buried Contact Solar Cell) is developed. and uses light-induced plating, ln-line galvanization developed equipments. Ni/Cu matel contact solar cells researches. in Germany Fraunhofer ISE. In order to manufacture high-efficiency solar cells, metal selections are important. metal materials get in metal resistance does small, to be electric conductivity does highly. efficiency must raise an increase with rise of the curve factor where the contact resistance of the silicon substrate and is caused by few with decrement of series resistance. Ni metal materials the price is cheap, Ti comes similar resistance. Cu and Ag has the electric conductivity which is similar. and Cu price is cheap. In this paper, Ni/Cu/Ag metal contact cell with screen printing manufactured, silicon metal contact comparison and analysis.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 춘계학술회의 초록집
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• pp.18-20
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• 2010

수조구조의 InGaN LED 소자에 적용이 가능하며 높은 열적안정성을 갖는 저저항 고반사율 p형 오믹 전극을 개발하였다. Ag에 Mg을 첨가하여 p형 전극을 이용하여 $400^{\circ}C$, 공기중에서 1분간 열처리 후 $2.2\;{\times}\;10^{-5}\;{\Omega}cm^2$의 낮은 접촉 저항을 얻을 수 있었고, 460 nm 파장에서 82.6%의 높은 반사율을 획득할 수 있었다. 이는 Mg가 첨가됨에 따라 Ag가 고온에서 집괴되는 원인인 산소-공공 결합을 줄여줌으로써 높은 열적 안정성을 얻게 되었다. Ag를 열처리 할 경우, 외부에 존재하는 산소가 공공 자리에 들어간 후, 산소와 공공의 강한 인력에 의해 산소가 침입형 자리에 들어가서면서 두개의 공공과 강하게 bonding을 갖는 diffusion center가 많이 존재하게 된다. 하지만 Mg가 첨가되었을 경우, Oxygen affinity가 강한 Mg에 산소가 먼저 결합을 이루면서 산소-공공결합을 줄여주게 되어 높은 온도에서도 diffusion이 이루어지지 않고 높은 열적 안정성을 갖게 된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.416-416
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• 2010

본 연구에서는 저가격, 대면적화를 위한 롤투롤 스퍼터를 설계&개발하고, 성막직전 PET 기판의 열처리 유무를 통한 ITO 박막을 성막 시킨 저항막 방식의 터치 패널용 투명 전극에 대하여 전기적, 광학적, 구조적, 표면적 특성을 분석하였다. 롤투롤 스퍼터는 degassing챔버와 스퍼터 챔버가 한 시스템에 구성되었고, Degassing 챔버는 좌우측의 Rewinder/Unwinder 롤러에 의해 감고 풀어지는 PET기판의 수분 및 가스를 중앙부에 위치한 히터를 통해 제거하며, 수분 제거 후 스퍼터 챔버로 옮겨진 1250 mm폭의 PET기판을 Unwinder/Rewinder 롤러에 장착하며, Unwinder 롤러로부터 풀려진 PET 기판은 guide 롤러를 거쳐 cooling drum과의 물리적 접촉에 의해 PET 기판의 냉각이 일어나게 된다. ITO 캐소드 전에 장착된 할로겐 히터 상부로 기판이 지나가면서 열처리가 진행되고 열처리 후 두 개의 ITO 캐소드 상부를 지나면서 연속적으로 ITO 박막이 PET 기판에 성막 되게 된다. ITO 박막의 주요 성막 변수인 DC Power, Ar/$O_2$ 가스 유량비, 기판의 속도는 최적으로 고정하고, 성막 직전 기판의 열처리에 유무에 따른 ITO박막의 필름을 각각 고온 챔버에서 $140^{\circ}C{\times}90min$ 동안 열처리를 통한 내열성 테스트를 진행하여 ITO 필름의 특성 향상을 비교 분석하였다. 분석을 위해 전기적 특성은 four-point probe로 측정했고, 투과도는 Nippon Denshoku사(社)의 COH-300A를 이용해 가시광(550nm)에서 분석했고, FE-SEM으로 ITO박막 의 표면 상태를 분석하였다. 또한 Bending Tester(Z-100)를 이용하여 기계적 안정성을 분석하였다. 성막직전 PET 기판의 열처리를 하지 않은 ITO박막은 고온의 챔버 에서 $140^{\circ}C{\times}90min$ 동안 내열성 테스트 후 면저항이 511($\omega/\Box$)에서 630($\omega/\Box$)으로 높아졌으나, 성막직전 열처리를 통한 ITO 박막인 경우에는 465($\omega/\Box$)에서 448($\omega/\Box$)로 안정화 되었고, 투과율은 성막직전 열처리를 통해 1%향상되어 89%를 보였고, 유연성 또한 보다 우수한 특성을 보였다. 표면 조도는 평균 0.416 nm의 낮은 값을 보였다. 이는 PET 기판의 degassing 공정 중 충분히 제거되지 않은 가스나 불순물을 성막직전 열처리 공정으로 충분히 제거하여 깨끗한 PET 기판 상에 ITO 박막을 성막시키고, 열처리시 기판에 주어진 열에너지에 의해 보다 밀도가 높은 ITO 박막이 성장했기 때문으로 사료 된다.