• Title/Summary/Keyword: SOLAR cell

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ZnO Nanostructures for Photovoltaic Applications

  • Im, Dong-Chan;Lee, Gyu-Hwan;Jeong, Yong-Su;Park, Mi-Yeong
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.6.1-6.1
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    • 2009
  • 최근 신 재생 에너지에 대한 관심이 고조되고 있으며 특히 태양전지는 차세대 대체에너지로 많은 연구 개발이 이루어지고 있다. 현재 태양전지 시장은 벌크실리콘 태양전지가 주를 이루고 있으나, 박막형, 유기물, 염료감응형 등 다양한 차세대 태양전지가 개발되고 있다. 차세대 태양전지는 글래스나 폴리머 기판위에 형성된 전극을 바탕으로 하여 다양한 형태의 태양전지가 형성되기 때문에 태양전지용 투명도전성 산화물 전극에 대한 중요성이 증가하고 있다. 예를 들어 실리콘 박막형 태양전지의 경우 수소 플라즈마 분위기 안정성 때문에 ZnO:Al 전극이 개발, 적용되고 있다. 이밖에도 ZnO는 나노입자, 나노로드 등의 다양한 형태를 기반으로 유기물 및 염료감응형 태양전지 전극으로 적용되고 있다. 본 연구에서는 전기화학적 방법을 이용해 나노입자, 나노로드, 나노 sheet 등 다양한 형태의 ZnO 나노구조를 형성한 후, 태양전지 적용을 위한 전기적, 광학적 특성을 분석하였다. 3차원 형태의 ZnO sheet 전극은 90% @ 550 nm 가 넘는 우수한 광특성 (Haze value)을 보였으며, 염료감응형 태양전지에 적용되었을 경우 2차원 형태의 ZnO 전극에 비해 Jsc 값이 2.5배 이상 향상되었다.

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인쇄전자를 위한 롤투롤 프린팅 공정 장비 기술

  • Kim, Dong-Su;Kim, Chung-Hwan;Kim, Myeong-Seop
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.15.2-15.2
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    • 2009
  • Manufacturing of printed electronics using printing technology has begun to get into the hot issue in many ways due to the low cost effectiveness to existing semi-conductor process. This technology with both low cost and high productivity, can be applied in the production of organic thin film transistor (OTFT), solar cell, radio frequency identification (RFID) tag, printed battery, E-paper, touch screen panel, black matrix for liquid crystal display (LCD), flexible display, and so forth. The emerging technology to manufacture the products in mass production is roll-to-roll printing technology which is a manufacturing method by printings of multi-layered patterns composed of semi-conductive, dielectric and conductive layers. In contrary to the conventional printing machines in which printing precision is about $50~100{\mu}m$, the printing machines for printed electronics should have a precision under $30{\mu}m$. In general, in order to implement printed electronics, narrow width and gap printing, register of multi-layer printing by several printing units, and printing accuracy of under $30{\mu}m$ are all required. We developed the roll-to-roll printing equipment used for printed electronics, which is composed of un-winder, re-winder, tension measurement system, feeding units, dancer systems, guide unit, printing unit, vision system, dryer units, and various auxiliary devices. The equipment is designed based on cantilever type in which all rollers except printing ones have cantilever types, which could give more accurate machine precision as well as convenience for changing rollers and observing the process.

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Reaction Route to the Crystallization of Copper Oxides

  • Chen, Kunfeng;Xue, Dongfeng
    • Applied Science and Convergence Technology
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    • v.23 no.1
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    • pp.14-26
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    • 2014
  • Copper is an important component from coin metal to electronic wire, integrated circuit, and to lithium battery. Copper oxides, mainly including $Cu_2O$ and CuO, are important semiconductors for the wide applications in solar cell, catalysis, lithium-ion battery, and sensor. Due to their low cost, low toxicity, and easy synthesis, copper oxides have received much research interest in recent year. Herein, we review the crystallization of copper oxides by designing various chemical reaction routes, for example, the synthesis of $Cu_2O$ by reduction route, the oxidation of copper to $Cu_2O$ or CuO, the chemical transformation of $Cu_2O$ to CuO, the chemical precipitation of CuO. In the designed reaction system, ligands, pH, inorganic ions, temperature were used to control both chemical reactions and the crystallization processes, which finally determined the phases, morphologies and sizes of copper oxides. Furthermore, copper oxides with different structures as electrode materials for lithium-ion batteries were also reviewed. This review presents a simple route to study the reaction-crystallization-performance relationship of Cu-based materials, which can be extended to other inorganic oxides.

Study on Efficiency Optimization for Silicon Solar Cell (실리콘 태양전지의 효율 최적화를 위한 연구)

  • Han, Ji-Hyung;Jung, Hak-Kee;Jeong, Dong-Soo;Lee, Jong-In;Kwon, Oh-Shin
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2011.10a
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    • pp.899-902
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    • 2011
  • 본 연구에서는 MicroTec 시뮬레이터를 이용하여 태양전지의 최적화 효율을 얻기 위한 연구를 하고자 한다. 효율은 태양전지의 성능을 나타내는 가장 중요한 인자로서 태양으로부터 입사된 에너지에 대한 출력에너지의 비로 정의된다. 효율은 입사되는 태양광 스펙트럼이나 세기, 그리고 전지의 온도에 영향을 받기도 하므로 태양전지의 변화효율은 정밀하게 조절된 조건에서 측정되어야 한다. 본 연구에서는 온도(200K-300K)와 Trap(트랩) 에너지(0.1eV~1.0eV) 파라미터의 값을 변화하면서 특성을 분석하였다. 그리고 이동도 모델에 따른 전류-전압 특성을 분석하였다. 분석결과에 따른 곡선 인자(Fill factor를) 비교하여 태양전지의 효율을 최적화 할 수 있는 모델을 제시할 것이다.

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Study on manufacture of Mo back contact films for CIGS solar cell by the cathodic arc ion plating (아크 이온 플레이팅법을 이용한 CIGS용 Mo 후면전극 제조에 관한 연구)

  • Kim, Gang-Sam;Jo, Yong-Gi;Jeong, Yong-Deok;Kim, Je-Ha
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.128-129
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    • 2011
  • Mo 박막은 전기전도성과 열적 안전성이 우수하여 CIGS 용 후면전극으로 사용되고 있다. 많은 연구자들이 스퍼터링법을 이용하여 Mo 박막을 이중 박막으로 제조하고 있으며, CIGS 용 기판재로 SLG(Soda Lime Glass)와 연성기판재등이 주로 이용되고 있다. 연구에서는 SLG 기판재를 이용하여 스퍼터링법과 증착속도 및 이온화 등이 우수한 아크 이온 플레이팅법으로 Mo 박막을 제조하였으며, 제조된 Mo 박막을 CIGS 증착공정을 통하여 태양전지 효율을 측정하였다. 스퍼터링법과 아크 이온 플레이팅법으로 제조된 CIGS용 Mo 후면전극 위에 CIGS 박막 제조시 최대 효율은 11.43%, 11.14% 을 나타내었으며 Fill factor 는 67%와 57.3% 의 결과을 얻었다. 제조된 CIGS 셀의 단면 구조를 분석하기 위해 SEM 과 EDS 를 이용하였다. 두 공정방법으로 제조된 CIGS 셀의 단면을 관찰하여 Mo 전극위에 CIGS 박막 성장시의 입자크기가 스퍼터링법보다 아크 이온 플레이팅법이 박막성장이 더딘 것을 알 수 있었다. 그리고 아크 이온 플레이팅법을 이용한 SLG 기판재위에 CIGS 용 Mo 후면전극의 제조와 적용 가능성에 대해 알아보았다.

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The study on formation of ITO by DC reacrive magnetron sputtering (반응성 직류마그네트론 스퍼터링에 의한 ITO박막 형성에 관한 연구)

  • 하홍주;조정수;박정후
    • Electrical & Electronic Materials
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    • v.8 no.6
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    • pp.699-707
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    • 1995
  • The material that is both conductive in electricity and transparent to the visible ray is called transparent conducting thin film. It has many fields of application such as Solar Cell, Liquid Crystal display, Vidicon on T.V, transparent electrical heater, selective optical filter, and a optical electric device , etc. In the recent papers on several TCO( transparent conducting oxide ) material, the study is mainly focusing on ITO(indium tin oxide) because ITO shows good results on both optical and electrical properties. Nowaday, in the development of LCD(Liquid Crystal display), the low temperature process to reduce the production cost and to deposit ITO on polymer substrate (or low melting substrate) has been demanded. In this study, we prepared indium tin oxide(ITO) by a cylindrical DC magnetron sputtering with Indium-tin (9:1) alloy target instead of indium-tin oxide target. The resistivity of the film deposited in oxygen partial pressure of 5% and substrate temperature of 140.deg. C. is 1.6*10$\^$-4/.ohm..cm with 85% optical transmission in viaible ray.

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Study on Initial Stability of Dye-sensitized Solar Cell with Carbon Nanotube Counter Electrode (탄소나노튜브 상대전극을 이용한 염료감응형 태양전지의 초기안정성 연구)

  • Koo, Bo-Kun;Lee, Dong-Yoon;Kim, Hyun-Ju;Lee, Won-Jae;Song, Jae-Sung
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2005.07c
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    • pp.2007-2009
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    • 2005
  • 염료감응형 태양전지에 대한 연구 분야에서 다공질 산화물 전극이나 염료 및 전해질 연구에 비해, 상대전극에 대한 연구는 상대적으로 미비한 상태이다. 또한 일반적으로 사용되고 있는 고가의 백금 상대전극을 대체하면서도 촉매 특성이 우수한 새로운 상대전극에 대한 연구의 필요성이 요구된다. 본 연구에서는 우수한 신소재로서 높은 전기전도도 및 전자방출 특성 그리고 높은 표면적을 지니고 있어 전자기기 분야의 다방면에 이용되고 있으며, 최근 대량생산 기술의 개발에 따라 가격이 급격히 하락하고 있는 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)을 이용하여 상대전극을 제조하였다. 이 탄소나노튜브 상대전극을 이용하여 단위 셀을 만들고, 유사 태양광 하에서의 전지의 광전 특성을 측정하였다. 이를 바탕으로 탄소나노튜브 상대전극이 염료감응형 태양전지의 특성 및 수명 안정화에 미치는 영향을 백금 상대전극의 광전 특성과 비교하여 탄소나노튜브의 상대전극으로써의 가능성을 제시하였다.

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Low Temperature Deposition of ${\mu}c$-Si:H Thin-films for Solar Cell Application (태양전지용 ${\mu}c$-Si:H 박막의 저온증착 및 특성분석)

  • Chung, Y.S.;Lee, J.C.;Kim, S.K.;Yoon, K.H.;Song, J.;Park, I.J.;Kwon, S.W.;Lim, K.S.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2003.07c
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    • pp.1592-1594
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    • 2003
  • This paper presents the deposition and characterization of microcrystalline silicon(${\mu}c$-Si:H) films by HWCVD(Hot-wire Chemical Vapor Deposition) method at low substrate($300^{\circ}C$). The filament temperature, pressure and $SiH_4$ concentration were determined to be a critical parameter for the deposition of poly-Si films. Series A was deposited under the conditions of $1380^{\circ}C$(Tf), 100 mTorr and $2{\sim}10%\{SC:SiH_4/(SiH_4+H_2)\}$ for 60 min. Series B was deposited under the conditions of $1400{\sim}1450^{\circ}(T_f)$, 30 mTorr and $2{\sim}12%$(SC) for 60 min. The physical characteristics were measured by Raman and FTIR spectroscopy, dark and photoconductivity measurements under AM1.5 illumination.

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Effects of sulfurization temperature and Cu/(In+Ga) ratio on Sulfur content in Cu(In,Ga)Se2 thin films (Sulfurization 온도와 Cu/(In+Ga) 비가 Cu(In,Ga)Se2 박막 내 S 함량에 미치는 영향)

  • Ko, Young Min;Kim, Ji Hye;Shin, Young Min;Chalapathy, R.B.V.;Ahn, Byung Tae
    • Current Photovoltaic Research
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    • v.3 no.1
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    • pp.27-31
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    • 2015
  • It is known that sulfide at the $Cu(In,Ga)Se_2$ ($CIGSe_2$) surface plays a positive role in $CIGSe_2$ solar cells. We investigated the substitution of S with Se on the $CIGSe_2$ surface in S atmosphere. We observed that the sulfur content in the $CIGSe_2$ films changed according to sulfurization temperature and Cu/(In+Ga) ratio. The sulfur content in the $CIGSe_2$ films increased with increasing the annealing temperature and Cu/(In+Ga) ratio. Also Cu migration toward the surface increased at higher temperature. Since high Cu concentration at the $CIGSe_2$ surface is detrimental role, it is necessary to reduce the S annealing temperature as low as $200^{\circ}C$. The cell performance was improved at $200^{\circ}C$ sulfurization.

A Fundamental Study on Feasibility of The Noise on Express Highway As Electrical Power Source (고속도로 소음의 전기에너지 발생원으로의 이용 가능성에 관한 기초연구)

  • Park, Jung-Shin
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.23 no.6
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    • pp.96-103
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    • 2009
  • Wind power, Solar power and Fuel cell is the representative of new and renewal energy sources. In this paper, the frictional noise made by vehicles tire on roads is considered and researched as alternative electrical generation source. The amplitude and waveform of generated electricity with various types of vehicles according to their velocity, weight and distances between vehicles and sensor are measured and analyzed. As a result, all difference effects mentioned above which make the frictional noise affect quality and quantity of generated electricity. Maximum 0.53[V] and 0.028[W] electricity was generated by truck with 100[km/h] velocity on the express way.