• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.79-79
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• 2010

다른 물질에 비해 많은 우수한 특성을 가지고 있는 CuInSe2(CIS)박막 태양전지는 많은 연구자들에 의해 개발되어 오고 있다. CIS의 대표적인 장점으로는 직접천이형 밴드갭, 높은 흡수계수, 열 안정화상태 및 p형으로의 전도성물질의 가능성 등 다양하다. 또한 간단한 구조를 이용하여 유리같은 싼 기판을 이용하기 때문에 저가형 태양전지로서 많은 각광을 받고 있다. CIGS태양전지는 CIS의 In 사이트에 Ga을 도핑함으로서 만들어지는데 밴드갭은 약 1.4eV이다. CIS박막을 만드는 많은 방법이 존재하나 구성원소로부터 최적화된 조성을 찾을수 있는 방법이 가장 중요한 요소 중의 하나로 인식되고 있으며, 이런점에서 증발법 및 스퍼터링법 등 같은 진공방식이 비진공방식에 비해 훨씬 간편하게 조성비를 맞출수 있다. 그 중에 스퍼터링법은 대면적 박막태양전지로의 가능성으로 비출어 볼때 산업화를 위한 좋은 후보군이 될 수 있다. Selenization을 하기전에 Cu-In-Se의 전구체 조합은 여러개의 타겟으로부터 동시 스퍼터링법이나 다층 전구체법을 사용하여 준비되는데 어떤 방법이 되던지 Se의 부가적인 공급은 불가피하다. 지금까지 많은 관련 연구의 대부분인 구조적, 조성비적 그리고 광학적인 특성평가에 집중되어 오고 있는데, 전기적특성평가의 경우는 면저항, 비저항 같은 간단한 결과 위주로 보고되어 오고 있다. 또한 캐리어농도와 이동도에 대한 보고가 있음에도 불구하고 이해되기에는 충분치 못한 면이 많다.본 발표에서는 태양전지 제조 전단계로서 소다라임유리기판(SLG)위에 Mo의 유무에 따라 CIS박막의 전기적인 특성 변화에 대한 내용을 담고 있다. 소다라임유리($2cm{\times}2cm$)를 기판으로 사용하여 아세톤-에탄올 용액에 초음파세척을 수행하고, Mo 후면전극을 DC 스퍼터링방식을 이용하여 증착을 한다. SLG와 Mo이 코팅된 SLG를 각각 RF 스퍼터 챔버에 이송한 후 수증기 제거를 위해 약 10분간 예열을 한다. 샘플에 대한 전기적특성은 Hall효과 측정장치에 의해 측정이 되며 전기전도도, 캐리어농도, 이동도 및 전도형에 대한 정보가 각각의 변수에 따라 조사된돠. 부가적으로 구조적, 조성비적인 특성을 SEM,XRD 및 EDX를 통해 조사를 하여 전기적 특성에 따른 관계성을 검토한다. SLG와 Mo가 코팅된 SLG위의 CIS박막은 전기적으로 약간 다른 특성을 보일 것으로 예측되며, 이러한 기대를 바탕으로 조성비가 이상적인 화학양론에 근접할 때 p형으로서 제시될 수 있다는 것을 보여줄 것이다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.20 no.6
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• pp.278-282
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• 2010

The doping effect of thulium on electrical properties and degradation behavior in barium titanate ceramics ($BaTiO_3$) was investigated in terms of generations of core-shell structure and micro-chemical changes through highly accelerated degradation test. The dielectric specimens of pellet type and multi-layered sheets were prepared by using $BaTiO_3$ with undoped and doped with 1 mol% $Tm_2O_3$. The $BaTiO_3$ ceramics doped with 1 mol% $Tm_2O_3$ had 40% higher dielectric constant (${\varepsilon}$ = 2700) than that of the undoped $BaTiO_3$ specimen at curie temperature and met X7R specification. According to the result of highly accelerated degradation test conducted at $150^{\circ}C$, 70 V, and 24 hr, the oxygen diffusion was declined in dielectrics doped with 1 mol% $Tm_2O_3$. The $Tm^{3+}$ ion substituted selectively Ba site and Ti site and contributed to the generation of the core-shell structure. Oxygen vacancies occurred by substitution for Ti site could reduce excess oxygen that reacted to the Ni electrode.

• Journal of Digital Contents Society
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• v.18 no.6
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• pp.1199-1205
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• 2017

Global energy consumption is rapidly increasing yearly due to drastic industrial advances, requiring the development of new energy storage devices. For this reason, supercapacitors with fast charge-discharge, long life cycle and high power density is getting attention, and have been considered as one of the potential energy storage systems. In this research, we developed a supercapacitor that consists of amorphous manganese oxide($MnO_2$) electrodes deposited onto carbon cloth substrates using the hydrothermal method. The Fe-doped amorphous $MnO_2$ samples were characterized by X-ray diffraction(XRD), Energy Dispersive X-ray spectroscopy(EDX), as well as scanning electron microscopy(SEM). The electrochemical analysis of the prepared samples were performed using cyclic voltammetry and galvanostatic charge-discharge measurements in 1M $Na_2SO_4$ electrolyte. The test results demonstrate that the supercapacitor based on the Fe-doped amorphous $MnO_2$ electrodes has a specific capacitance as high as 163F/g at 1A/g current density, and good cycling stability of 87.34% capacitance retention up to 1000 cycles.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.3
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• pp.576-583
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• 2018

Silicon carbide is considered to be a potentially useful material for high-temperature electronic devices, as its band gap is larger than that of silicon and the p-type and/or n-type conduction can be controlled by impurity doping. Particularly, porous n-type SiC ceramics fabricated from ${\beta}-SiC$ powder have been found to show a high thermoelectric conversion efficiency in the temperature region of $800^{\circ}C$ to $1000^{\circ}C$. For the application of SiC thermoelectric semiconductors, their figure of merit is an essential parameter, and high temperature (above $800^{\circ}C$) electrodes constitute an essential element. Generally, ceramics are not wetted by most conventional braze metals,. but alloying them with reactive additives can change their interfacial chemistries and promote both wetting and bonding. If a liquid is to wet a solid surface, the energy of the liquid-solid interface must be less than that of the solid, in which case there will be a driving force for the liquid to spread over the solid surface and to enter the capillary gaps. Consequently, using Ag with a relatively low melting point, the junction of the porous SiC semiconductor-Ag and/or its alloy-SiC and/or alumina substrate was studied. Ag-20Ti-20Cu filler metal showed promise as the high temperature electrode for SiC semiconductors.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.143-144
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• 2010

3-5족 화합물 반도체를 이용한 집광형 삼중 접합 태양전지는 40% 이상의 광변환 효율로 많은 주목을 받고 있다[1]. 삼중 접합 태양전지의 하부 셀은 기계적 강도가 높고 장파장을 흡수할 수 있는 Ge이 사용된다. Ge위에 성장될 III-V족 단결정막으로서 Ge과 격자상수가 일치하는 GaInP나 GaAs가 적합하고, 성장 중 V족 원소의 열확산으로 인해 Ge과 pn접합을 형성하게 된다. 이때 GaInP의 P의 경우 GaAs의 As보다 확산계수가 낮아 태양전지 변환효율향상에 유리한 얇은 접합 형성이 가능하고, 표면 에칭효과가 적기 때문에 GaInP를 단결정막으로 선택하여 p-type Ge기판 위 성장으로 단일접합 Ge구조 제작이 가능하다. 하지만 이종접합 구조 성장으로 인해 발생한 계면사이의 전위나 미세결함들이 결정막내부에 존재하게 되며 이러한 결함들은 광학소자 응용 시 비발광 센터로 작용할 뿐 아니라 소자의 누설전류를 증가시키는 원인으로 작용하여 태양전지 변환효율을 감소시키게 된다. 이에 결함감소를 통해 소자의 전기적 특성을 향상시키고자 수소 열처리나 플라즈마 공정을 통해 수소 원자를 박막내부로 확산시키고, 계면이나 박막 내 결함들과 결합시킴으로서 결함들의 비활성화를 유도하는 연구가 많이 진행되어 왔다 [2][3]. 하지만, 격자불일치를 갖는 GaInP/Ge 구조에 대한 수소 열처리 및 불순물 준위의 거동에 대한 연구는 많이 진행되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 Ga0.45In0.55P/Ge구조에 수소 열처리 공정을 적용을 통하여 단결정막 내부 및 계면에서의 결함밀도를 제어하고 이를 통해 태양 전지의 변환효율을 향상시키고자 한다. <111> 방향으로 $6^{\circ}C$기울어진 p-type Ge(100) 기판 위에 유기금속화학증착법 (MOCVD)을 통해 Si이 도핑된 200 nm의 n-type GaInP층을 성장하여 Ge과 단일접합 n-p 구조를 제작하였다. 제작된 GaInP/Ge구조를 furnace에서 250도에서 90~150분간 시간변화를 주어 수소열처리 공정을 진행하였다. 저온 photoluminescence를 통해 GaInP층의 광학적 특성 변화를 관찰한 결과, 1.872 eV에서 free-exciton peak과 1.761 eV에서 Si 도펀트 saturation에 의해 발생된 D-A (Donor to Acceptor)천이로 판단되는 peak을 검출할 수 있었다. 수소 열처리 시간이 증가함에 따라 free-exciton peak 세기 증가와 반가폭 감소를 확인하였고, D-A peak이 사라지는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 결과는 수소 열처리에 따른 단결정막 내부의 수소원자들이 얕은 불순물(shallow impurity) 들로 작용하는 도펀트들이나, 깊은 준위결함(deep level defect)으로 작용하는 계면근처의 전위, 미세결함들과의 결합으로 결함 비활성화를 야기해 발광세기와 결정질 향상효과를 보인 것으로 판단된다. 본 발표에서는 상술한 결과를 바탕으로 한 수소 열처리를 통한 박막 및 계면에서의 결함준위의 거동에 대한 광분석 결과가 논의될 것이다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.20 no.3
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• pp.241-250
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• 2009

During the past few years, titanium salts were investigated as alternative coagulants for the removal of organic matter of different molecular sizes in contaminated water. The flocculation efficiency of Ti-salt was comparable to those of $FeCl_3$ and $Al_2(SO_4)_3$ salts, commonly used coagulants. Incinerated sludge-$TiO_2$ showed higher surface area and photocatalytic activity than commercially available $TiO_2$. Metal-doped forms were produced by adding coagulant aids such as iron (Fe-), aluminium (Al-) and (Ca-) calcium salts during Ti-salt flocculation to increase pH. Ca- and Al- doped $TiO_2$ showed very high photocatalytic activity compared to Fe-doped $TiO_2$. When tested in a pilot scale plant for treatment of dye wastewater to check practical feasibility of the novel process, the removal ratio of the chemical oxygen demand was comparable to those of commonly used coagulants but the settling of sludge was faster. The $TiO_2$ generated after sludge incineration showed a high photocatalytic activity for degradation of volatile organic compounds and increased the rate of hydrogen production by water photosplitting. $TiCl_4$ coagulant and $TiO_2$ produced from different water sources with different concentrations had low acute toxicity compared to heavy metals and commercial $TiO_2$ when examined based on D. Magna mortality. This paper presents the production, characterisation and the photoactivity of $TiO_2$ produced from Ti-salt flocculated sludge. Different case studies are discussed to highlighted recent advances in this field.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.82.1-82.1
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• 2010

수소화된 비정질 실리콘 박막을 이용한 반도체는 현재 태양전지, 트랜지스터, 매트릭스 배열 및 이미지 센서 등의 분야에서 이용되고 있다. 자세히 이야기 하면, 여러 가지의 광전효과 물질에 대한 특성이 있으며, 가시광선영역에 대하여 > $10^5cm^{-1}$이상의 매우 높은 광흡수계수와 낮은 온도를 갖는 증착공정 등이 있다. 박막의 밴드갭은 약 1.6~1.8eV로서 태양전지의 흡수층과 passivation층으로 적절하다. 여러 가지 종류의 태양전지 중 비정질 실리콘 박막/결정질 실리콘 기판의 구조로 이루어진 이종접합 태양전지는 저온에서 공정이 가능한 대표적인 것으로서 HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin layer)구조로 산요사에 의해 제안된 것이다. 이것은 결정질 실리콘 기판과 도핑된 비정질 실리콘 박막사이에 얇은 진성층 비정질실리콘 박막을 삽입함으로서, 캐리어 전송을 좋게하여 실리콘 기판 표면의 passivation효과를 증대시키는 결과를 가지고 온다. 실험실 규모에서는 약 20%이상의 효율을 보이고 있으며, 모듈에서는 19.5%의 높은 효율을 보이고 있어 실리콘 기판을 이용한 고효율 태양전지로서 각광을 받고 있다. 이러한 이종접합 태양전지의 대부분은 단결정 실리콘을 사용하고 있는데, 점차적으로 다결정 실리콘 기판으로 추세가 바뀌고 있어, 여기에 맞는 표면 passivation 공정 및 분석이 필요하다. 본 발표에서는 다결정 실리콘 기판위에 진성층 비정질 실리콘 박막을 유도결합 플라즈마 화학기상 증착법(ICP-CVD)을 이용하여 제조하여 passivation 효과를 분석한다. 일반적으로 ICP는 CCP(coupled charged plasma)에 비해 약 100배 이상 높은 플라즈마 밀도를 가지고 있으며, 이온 충돌같은 표면으로 작용하는 것들이 기존 방식에 비해서 작다라는 장점이 있다. 먼저, 유리기판을 사용하여 ICP-CVD 챔버내에 이송 한 후 플라즈마 파워, 온도 및 가스비(SiH4/H2)에 따른 진성층 비정질 실리콘 박막을 증착 한 후, 밴드갭, 전도도 및 결합구조 등에 대한 결과를 분석한 후, 최적의 값을 가지고 250um의 두께를 갖는 다결정 실리콘을 기판위에 증착을 한다. 두께(1~20nm)에 따라 표면의 passivation이 되는 정도를 QSSPCD(Quasi steady state Photoconductive Decay)법에 의하여 소수캐리어의 이동거리, 재결합율 및 수명 등에 대한 측정 및 분석을 통하여 다결정 실리콘 기판의 passivation effect를 확인한다. 제시된 데이터를 바탕으로 향후 다결정 HIT셀 제조를 통해 태양전지 효율에 대한 특성을 비교하고자 한다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.27 no.4
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• pp.19-24
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• 2020

In this work, the electrical property of Si-doped β-Ga2O3 was investigated via a post-growth annealing process. The Ga2O3 samples were annealed under air (O-rich) or N2 (O-deficient) ambient at 800~1,200℃ for 30 mins. There was no correlation between the crystalline quality and the electrical conductivity of the films within the experimental conditions explored in this work. However, it was observed the air ambient led to severe degradation of the film's electrical conductivity while N2-annealed samples exhibited improvement in both the carrier concentration and Hall mobility measured at room temperature. Interestingly, the x-ray photoemission spectroscopy (XPS) revealed that both annealing conditions resulted in higher concentration of oxygen vacancy (VO). Although it was a slight increase for the air-annealed sample, high resistivity of the film strongly suggests that VO cannot be a shallow donor in β-Ga2O3. Therefore, the enhancement of the electrical conductivity of N2-annealed samples must be originated from something other than VO. One possibility is the activation of Si. The XPS analysis of N2-annealed samples showed increasing relative peak area of Si 2p associated with SiOx with increasing annealing temperature from 800 to 1,200℃. However, it was unclear whether or not this SiOx was responsible for the improvement as the electrical conductivity quickly degraded above 1,000℃ even under N2 ambient. Furthermore, XPS suggested the concentration of Si actually increased near the surface as opposed to the shift of the binding energy of Si from its initial chemical state to SiOx state. This study illustrates the electrical changes induced by a post-growth thermal annealing process can be utilized to probe the chemical and electrical states of vacancies and dopants for better understanding of the electrical property of Si-doped β-Ga2O3.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.26 no.3
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• pp.319-325
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• 2015

Submicron-sized $CeO_2:Er^{3+}/Yb^{3+}$ upconversion phosphor particles were synthesized by spray pyrolysis, and their luminescent properties were characterized by changing the concentration of $Er^{3+}$ and $Yb^{3+}$. $CeO_2:Er^{3+}/Yb^{3+}$ showed an intense green and red emission due to the $^4S_{3/2}$ or $^2H_{11/2}{\rightarrow}^4I_{15/2}$ and $^4F_{9/2}{\rightarrow}^4I_{15/2}$ transition of $Er^{3+}$ ions, respectively. In terms of the emission intensity, the optimal concentrations of Er and Yb were 1.0 % and 2.0%, respectively, and the concentration quenching was found to occur via the dipole-dipole interaction. Upconversion mechanism was discussed by using the dependency of emission intensities on pumping powers and considering the dominant depletion processes of intermediate energy levels for the red and green emission with changing the $Er^{3+}$ concentration. An energy transfer from $Yb^{3+}$ to $Er^{3+}$ in $CeO_2$ host was mainly involved in ground-state absorption (GSA), and non-radiative relaxation from $^4I_{11/2}$ to $^4I_{13/2}$ of $Er^{3+}$ was accelerated by the $Yb^{3+}$ co-doping. As a result, the $Yb^{3+}$ co-doping led to greatly enhance the upconversion intensity with increasing ratios of the red to green emission. Finally, it is revealed that the upconversion emission is achieved by two photon processes in which the linear decay dominates the depletion of intermediate energy levels for green and red emissions for $CeO_2:Er^{3+}/Yb^{3+}$ phosphor.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.7 no.2
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• pp.280-288
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• 1996

In the ozone evolution using $PbO_2$, which was electrodeposited on Ti plate at various conditions in electrolyte, the effects of lead dioxide structure on the current efficiency and surface structure changes of lead dioxide were investigated. Also the effects of oxygen transfer reaction on the ozone evolution were investigated by means of a $PbO_2$ electrodeposited on the platinum rotating disk electrode. In order to develope an electrode for ozone evolution, durability of lead dioxide and optimum current density were investigated. At the electrodeposited lead dioxide with the larger grain size and higher crystallinity, the efficiency for ozone evolution was higher. Optimum current density to electrodeposite lead dioxide with large grain size and high crystalinity was $50mA/cm^2$. Lead dioxide deposited in the presence of glycerin showed the best advantage of ozone evolution. Also lead dioxide electrodeposited at less than $10mA/cm^2$ or at more than $100mA/cm^2$ has poor performance of ozone evolution and poor adhesive strength to substrate. In the beginning of ozone evolution, surface structure of lead dioxide was changed and this change resulted in good effects on ozone evolution. Lead dioxide doped with other elements was favorable not to ozone evolution but to oxygen evolution, so it is speculated that ozone evolution has not intermediate stage of oxygen evolution and occurs competitively with oxygen evolution. When ozone was evolved at $0.7{\sim}0.8A/cm^2$, the current efficiency was highest.