• Tribology and Lubricants
• /
• v.37 no.3
• /
• pp.106-111
• /
• 2021

There are several studies on reducing the friction that occurs on the relative sliding contact surface of moving parts under extreme environments. In particular, a solid lubricated bearing is studied to solve the tribological problem with friction reduction and durability parts using solid lubricants (lead or silver) in a vacuum atmosphere. Galinstan is mainly used as a liquid metal lubricant, but it is inevitable to have limited tribological applications owing to its high coefficient of friction. Many researchers work on surface texturing for surface modification and precision processing methods. To increase durability and low friction, DLC coating with hydrophobicity is applied on the contact surface texture. Therefore, using an untextured specimen, a dimple specimen, and a DLC-coated dimple specimen under liquid metal lubrication, this paper presents the following experimental sliding friction characteristics in the sliding friction test. 1) The average coefficient of friction of the DLC-coated dimple specimen and dimple specimen are lower compared to that of a non-patterned specimen. 2) In the DLC-coated dimple specimens, the average coefficient of friction changes according to the change in the dimple density. 3) DLC-coated dimple specimens with a density of 12.5 have the lowest average coefficient of friction under 41.6 N of normal load and 143.3 RPM.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.02a
• /
• pp.177-177
• /
• 2010

고효율 비정질 실리콘 박막 태양전지 제작을 위해서는 광파장대에서 optical confinement 능력을 최대화할 수 있는 기술이 필수적이다. 효율적인 photon trapping을 위해서는 back reflector를 사용하거나 전면전극인 투명전도성막의 표면에 요철을 형성하여 포획된 태양광의 내부 반사를 증가시키거나 전면 투명전극에서 반사를 감소시켜 태양광의 travel length를 증가시키는 방법이 일반적이며, 이를 통해 흡수층의 효율을 최대화할 수 있다. 이 중 전면전극으로 사용되는 투명전도성막은 불소가 도핑된 tin-oxide가 주로 사용되었으나, 최근 들어 Al이 도핑된 산화아연막을 이용한 비정질 실리콘 박막 태양전지 개발에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 투명전극 증착후 표면의 유효면적을 증가시키기 위해 염산 용액을 이용하여 표면 텍스쳐링을 수행한다. 그후 흡수층인 p-i-n 층을 플라즈마 화학기상증착법을 이용하여 형성하는 것이 일반적이다. 이때 표면처리 된 투명전극은 수소플라즈마에 대해 특성이 변하지 않아야 고효율 비정질 실리콘 박막 태양전지 제조에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 표면처리 된 AZO 투명전극의 수소플라즈마에 의한 특성 변화에 대해 고찰하였다. 먼저 AZO 투명전극은 스퍼터링 공정을 적용하여 $1\;{\mu}m$두께로 증착하였고, 0.5 wt%의 HCl 용액을 이용하여 습식 식각을 수행하였다. 수소플라즈마 처리 조건은 $H_2$ flow rate 30 sccm, working pressure 20 mtorr, RF power 300 W, Temp $60^{\circ}C$ 이며 3분간 진행하였다. 표면형상은 수소플라즈마 전 후에는 큰 차이를 보이지 않았으며 AZO의 grain size는 각각 220 nm, 210 nm로 관찰되었다. 투명전극의 가장 중요한 특성인 가시광선 영역에서의 투과도는 수소플라즈마 처리전에는 90 % 이상의 투과도를 보였으나, 수소플라즈마 처리 후에는 85 %로 약간 저하된 특성을 보였다. 그러나 이는 박막 태양전지용 전면전극으로 사용하기 위한 투과도인 80 % 이상을 만족하는 결과로, 비정질 박막 실리콘 태양전지 제작에 사용될 수 있다. 또 하나의 중요한 특성인 Haze factor 역시 수소플라즈마 처리 전 후 모두 10 이상의 값을 나타냈다. 하지만 고효율 실리콘 박막 태양전지에 적용하기 위해서는 Haze factor를 증가시키는 공정 개발에 대한 추가 연구가 필요하다.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
• /
• v.40 no.3
• /
• pp.138-143
• /
• 2007

The effects of texturing and anti-reflection coating on the reflection properties of multi-crystalline silicon solar cell have been investigated. The chemical solutions of alkaline and acidic etching solutions were used for texturing at the surface of multi-crystalline Si wafer. Experiments were performed with various temperature and time conditions in order to determine the optimized etching condition. Alkaline etching solution was found inadequate to the texturing of multi-crystalline Si due to its high reflectance of about 25%. The reflectance of Si wafer texturing with acidic etching solution showed a very low reflectance about 10%, which was attributed to the formation of homogeneous. Also, deposition of ITO anti-reflection coating reduced the reflectance of multi-crystalline si etched with acidic solution($HF+HNO_3$) to 2.6%.

• Tribology and Lubricants
• /
• v.39 no.4
• /
• pp.148-153
• /
• 2023

Laser surface dimple patterning is a method of laser surface texturing to reduce lubrication sliding friction. The dimple pattern improves friction properties by reserving lubricant and trapping worn particles. This surface texturing technology can reduce coefficients of friction and extend the service life by applying a uniform load to the surface of the material. This study investigates the friction properties using PMMA, a highly compatible polymer material, as a specimen. We observe the friction properties of untextured specimens by processing specimens with dimple pattern densities of 5 and 10 on the surface area using laser. Dimple pattern density affects the coefficient of friction. We present the following friction property results using a pin-on-disc sliding friction test under saline lubrication. The coefficients of friction for the dimple patterned specimens are lower than those for the untextured specimens. As the normal load and sliding speed increase, the coefficients of friction of the dimple pattern specimens decrease differently from those of the untextured specimens. The specimen with a dimple pattern density of 5 at a normal load of 24.5 N and a sliding speed of 0.22 m/s has the best friction properties. Notably, different friction properties are exhibited depending on the dimple pattern densities.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.376-377
• /
• 2011

결정질 실리콘 태양전지 연구에 있어서 가장 중요한 부분은 재료의 저가화와 공정의 단순화에 의한 저가의 태양전지 셀 제작 부분과 고효율의 태양전지 셀 제작 부분이다. 본 논문에서는 마이크로 블라스터를 이용하여 폐 실리콘 웨이퍼를 태양전지용 재생웨이퍼를 제작함으로써 고효율을 가지는 단결정 실리콘 웨이퍼를 저 가격에 생산하기 위한 것이다. 특히 마이크로 블라스터를 이용하여 폐 실리콘 웨이퍼를 가공 할 때 표면에 생성되는 요철은 기존 태양전지 셀 제작에서 텍스쳐링 공정과 같은 표면 구조를 가지게 됨으로써 태양전지 셀에 제작 공정을 줄일 수 있는 효과도 가지게 된다. 마이크로 블라스터는 챔버 내에 압축된 공기나 가스에 의해 가속 된 미세 파우더들이 재료와 충돌하면서 재료에 충격을 주고 그 충격에 의해 물질이 식각되는 기계적 건식 식각 공정 기술이다. 이러한 물리적 충격을 이용하는 마이크로 블라스터 공정은 기존 재생웨이퍼 제작 공정 보다 낮은 재처리 비용으로 간단하게 태양전지용 재생웨이퍼를 제작 할 수 있다. 하지만 마이크로 블라스터를 이용하면 표면에 식각된 미세 파티클의 재흡착이 일어나게 되므로 이를 제거하기 위하여 DRE(damage remove etching) 공정이 필요하게 된다. 본 연구에서는 이방성, 등방성 식각 공정으로 태양전지용 재생웨이퍼를 제작하기 위해 가장 적합한 DRE 공정을 찾기 위해 등방성 식각은 RIE 식각으로, 그리고 이방성 식각은 TMAH 식각을 이용하였다. 마이크로 블라스터 공정 후 표면 반사율과 SEM 사진을 이용한 표면 요철 구조를 확인 하였고, DRE 공정 후 표면 반사율과 SEM 사진을 이용하여 표면 요철 구조를 확인 하였다. 각각의 lifetime을 측정하여 표면 식각으로 생성된 결함들을 분석하여 태양전지용 재생웨이퍼 제작에 가장 적합한 공정을 확인 하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2015.08a
• /
• pp.251-251
• /
• 2015

현재 주로 쓰이는 표면 텍스쳐링 공정은 주로 진공에서 진행하기 때문에 높은 비용과 및 생산성의 한계, 비교적 낮은 효율 등의 단점을 가지고 있다. 그러므로 비용을 줄이고 생산성을 높이기 위해 기존의 공정 방법과 달리 진공을 사용하지 않는 대기압 플라즈마를 연구하고 대기압 플라즈마의 특성을 분석하였다. 위 연구를 통해 대기압 플라즈마를 반도체, 디스플레이, 태양전지에 쓰이는 공정에 적용시킨다면 새로운 공정 방향을 제시 할 수 있으며 사회 및 산업분야에 긍정적 영향을 미칠 것으로 예상한다. 본 연구에서는 대기압 플라즈마 특성을 OES(Optical Emission Spectroscopy)를 이용하여 광학적으로 분석하였다. RF전극과 웨이퍼 사이 간격, 가스 종류, 가스 유량, 스테이지의 움직이는 속도, RF 인가전압에 따라 어느 플라즈마의 광학적 특성이 나오는지 알아보았다.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
• /
• v.59 no.4
• /
• pp.749-753
• /
• 2010

We investigated the haze and the surface roughness of textured Si substrates etched by $XeF_2$ etching system with the etching parameters of $XeF_2$ pressure, etching time, and etching cycle. Here the haze was obtained as a function of wavelength from the measured reflectance. The haze of textured Si substrates was strongly affected by the etching parameter of etching cycle. The surface roughness of textured Si substrates was calculated with the haze and the scalar scattering theory at the wavelength of 800 nm. Then, the surface roughness was compared with that measured by atomic force microscope. The surce roughness obtained by two methods was changed with the similar tendency n terms of $XeF_2$ etching conditions.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.22 no.2
• /
• pp.188-193
• /
• 2005

Surface texturing of tribological application is another attractive technology of friction reducing. Also, reduction of friction is therefore considered to be a necessary requirement for improved efficiency of machine. In this paper attempts to investigate the effect of density for micro-scale dimple pattern on bearing steel flat mated with pin-on-disk. We demonstrated the lubrication mechanism for a Stribeck curve, which has a relationship between the friction coefficient and a dimensionless parameter for lubrication condition. It is found that friction coefficient is depended on the density of surface pattern. It was thus verified that micro-scale dimple could affect the friction reduction considerably under mixed and hydrodynamic lubrication conditions from based on friction map. Lubrication condition regime has an influence on the friction coefficient induced the density of micro dimple.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
• /
• v.9 no.3
• /
• pp.5-9
• /
• 2010

Recently, the important issues of solar cell are low cost and high efficiency. Making low cost and high efficiency solar cell, there are many effects to development of inexpensive wafer, simplify process and improve optical, electrical properties. In this the study, the 2 step texturing method using micro blaster was developed to decrease reflection of incident lights. Air bridge electrode structure is suggested to expand the effective surface area and decrease the series resistance of finger electrode. The effects of 1 step texturing and 2 step texturing by micro blaster are compared. Reflectance of 1 step and 2 step texturing are measured 28.7% and 25.5%, respectively. The reflectance of 2 step texturing sample is lower about 3.2% than 1 step textured sample.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2014.11a
• /
• pp.299-299
• /
• 2014

엔진블럭 사이를 왕복 운동하는 피스톤은 엔진블럭과의 마찰은 불가피한 상태일 수밖에 없으며 이렇게 된다면 엔진블럭 또는 피스톤의 파손, 변경이 있을 수밖에 없다. 피스톤에 대한 연구는 이러한 파손, 변경을 최소화시키기 위해서 내마모성, 내열성 그리고 내구성을 향상시키는데 목적을 두고 있다. 본 실험은 APS법으로 제작된 자기윤활복합코팅층을 준비해 레이저표면텍스처링을 넣어 마찰 실험을 하였다. 기지재로는 알루미나-지르코니아복합체를 사용하였고, 고체윤활제로는 $CaF_2$ 및 $BaF_2$을 사용하였다.