• 제목/요약/키워드: p a-SiC:H

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Wide Bandgap 박막 태양전지 제작을 위한 P-type a-$SiO_x$:H layer 최적화에 관한 연구

  • 윤기찬;김영국;박승만;박진주;이선화;안시현;이준신
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.153-153
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    • 2010
  • p-i-n 형 비정질 실리콘 박막 태양전지에서 p층은 창물질(window material)로서 전기 전도도가 크고, 빛 흡수가 적어야한다. p층의 두께가 얇으면 p층 전체가 depletion layer가 되고 충분한 diffusion potential을 얻을 수 없어 open-circuit voltage ($V_{oc}$)가 작아진다. 반대로 p층 두께가 두꺼워지면 빛 흡수가 증가하고, 표면 재결합이 문제가 되어 변환효율이 감소한다. 밴드갭이 큰 물질로 창층을 제작하게 되면 보다 짧은 파장의 입사광이 직접 i층을 비추므로 Short-circuit current ($I_{sc}$) 와 fill factor를 증가시킬 수 있다. 하여 본 연구에서는 기존의 창층으로 사용되는 Boron을 doping한 p-type a-Si:H 대신에 $N_2O$를 첨가한 p-type a-$SiO_x$:H의 $N_2O$ flow rate에 따른 밴드갭의 변화에 관한 연구를 수행하였다. p-type a-$SiO_x$:H Layer는 $SiH_4$, $H_2$, $N_2O$, $B_2H_6$ 가스를 혼합하여 증착하게 되는데 $SiH_4$, 가스와 $H_2$ 가스의 혼합비는 1:20, $B_2H_6$ 농도는 0.5%로 고정 하였으며 $N_2O$의 flow rate을 가변하며 증착하였다. $N_2O$의 가변조건은 5에서 50sccm으로 가변하여 증착하며 일반적으로 사용되는 RF-PECVD (13.56MHz)를 이용하였고 증착 온도는 175도, 전극간의 거리는 40mm, 파워와 압력은 30W, 700mTorr로 고정하여 진행하였다. 전기적 특성을 알아보기 위해 eagle 2000 Glass를 사용하였고 구조적 특성은 p-type wafer를 사용하여 각각 대략 200nm의 두께로 증착하였다. 증착 두께는 Ellipsometry를 이용하였으며 전기 전도도는 Agilent사의 4156c를 구조적특성은 FT-IR을 사용하여 측정하였다. Conductivity(${\sigma}_d$)는 $N_2O$가 증가함에 따라 $8.73\;{\times}\;10^{-6}$에서 $5.06\;{\times}\;10^{-7}$으로 감소하였고 optical bandgap ($E_{opt}$)은 1.71eV에서 2.0eV로 증가함을 알 수 있었다. 또한 reflective index(n)의 경우는 4.32에서 3.52로 감소함을 나타내었다. 기존의 p-type a-Si:H에 비해 상당한 $E_{opt}$을 가지므로 빛 흡수에 의한 손실을 줄임으로서 $V_oc$를 향상 시킬 수 있으며 동시에 짧은 파장에서의 입사광이 직접 i층을 비추므로 $I_{sc}$와 FF를 향상 시킬 수 있으리라 예상된다. 다소 낮은 전도도만 개선한다면 고효율의 박막 태양전지를 제작 할 수 있을 것으로 기대된다.

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Fabrication of SiCf/SiC Composites using an Electrophoretic Deposition

  • Lee, Jong-Hyun;Gil, Gun-Young;Yoon, Dang-Hyok
    • 한국세라믹학회지
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    • 제46권5호
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    • pp.447-451
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    • 2009
  • Continuous SiC fiber-reinforced SiC composites ($SiC_f$/SiC) were fabricated by electrophoretic deposition (EPD). Nine types of slurries with different powder contents, binder resin amounts and slurry pH were deposited on Tyranno$^{TM}$-SA fabrics by EPD at 135 V for ten minutes to determine the optimal conditions. Further EPD using the optimum slurry conditions was performed on fabrics with four different pyrolitic carbon (PyC) thicknesses. The density of the hot-pressed composites decreased with increasing PyC thickness due to the difficulty of infiltrating the slurry into the narrow gaps between the fibers. On the other hand, the mechanical strength increased with increasing PyC thickness despite the decrease in density, which was explained by the enhanced crack deflection with increasing PyC thickness. The $SiC_f$/SiC composites showed the highest density and flexural strength of 94% and 342 MPa, respectively, showing EPD as a feasible method for dense $SiC_f$/SiC fabrication.

Adsorption Behavior of Environmental Hormone Bisphenol A onto Mesoporous Silicon Dioxide

  • Fan, Xianghong;Tu, Bing;Ma, Hongmei;Wang, Xuefen
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제32권8호
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    • pp.2560-2564
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    • 2011
  • Mesoporous silicon dioxide (meso-$SiO_2$) was prepared using cetyltrimethylammonium bromide as the structure-directing reagent and tetraethyl orthosicate as the silicon source. The influence of pH value on the adsorption behavior of bisphenol A (BPA) was investigated. The adsorption capacity of BPA onto meso-$SiO_2$ increases slightly with pH value from 2 to 6, and then gradually decreases as further improving pH value. The effect of temperature was also studied, and the adsorption capacity of BPA gradually declines with increasing temperature. The adsorption kinetics and thermodynamics of BPA were examined. It is found that the adsorption of BPA onto meso-$SiO_2$ is in good agreement with Langmuir adsorption model. The rate constant of adsorption is $5.17{\times}10^{-3}g\;mg^{-1}\;min^{-1}$, and the maximum adsorption capacity is as high as 353.4 $mg\;g^{-1}$ at 20 $^{\circ}C$.

高壓下의 水熱反應에 依한 $CaO-SiO_2-H_2O$ 系 硬化體에 關한 基礎的 硏究 (A Study on $CaO-SiO_2-H_2O$ System Hydrates Produced by Hydrothermal Reaction under High Pressure)

  • 이희수
    • 대한화학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.190-200
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    • 1965
  • It is a fundamental study for the hardened bodies of $CaO-SiO_2-H_2O$ system to clear up various physical properties and structures of the products, using the Seosan quartz and $Ca(OH)_2$(C. P. grade) as raw materials. Various samples were obtained by varying $CaO/SiO_2$ mole ratio (0.3∼2.1) and hydrothermal conditions ($100∼220^{\circ}C$ and 2∼14hr.) within the given limit. It was found that tobermorite phase as hydrate is contained in the hardened bodies and that the development of crystal has a great influence on the strengths and other physical properties of hardened bodies.

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$B_{10}H_{14}$ 이온 주입을 통한 ultra-shallow $p^+-n$ junction 형성 및 전기적 특성 (Electrical Properties of Ultra-shallow$p^+-n$ Junctions using $B_{10}H_{14}$ ion Implantation)

  • 송재훈;김지수;임성일;전기영;최덕균;최원국
    • 한국진공학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.151-158
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    • 2002
  • Decaborane ($B_{10}H_{14}$) 이온 주입법으로 n-type Si (100) 기판에 ultra-shallow $p^{+}-n$ 접합을 형성시켰다. 이온 주입에너지는 5kV와 10kV, 이온 선량은 $1\times10^{12}\textrm{cm}^2$$1\times10^{13}\textrm{cm}^2$로 decaborane을 이온 주입시켰다. 이온 주입된 시료들은 $N_2$ 분위기에서 $800^\{\circ}C$, $900^{\circ}C$, $1000^{\circ}C$에서 10초 동안 RTA(Rapid Thermal Annealing) 처리를 하였다. 또한 가속에너지에 따른 결함을 확인하기 위해서 15 kV의 이온 주입 에너지에서 $1\times10^{14}\textrm{cm}^2$만큼 이온 주입하였다. 2 MeV $^4He^{2+}$ channeling spectra에서 15 kV로 주입된 시료가 bare n-type Si와 5 kV, 10 kV의 에너지로 주입된 시료보다 주입시 생긴 결함에 의해 backscattering yield가 더 높게 나타났으며 spectra로부터 얻은 이온 주입으로 인한 비정질층의 두께는 표면으로부터 가속전압이 5kV, 10kV, 15kV일 때 각각 1.9nm, 2.5nm, 4.3nm였다. 10 kV에서 이온 주입된 시료를 $800^{\circ}C$ 열처리 한 결과 결함의 회복으로 인해 bare Si와 비슷한 backscattering yield를 보였으며 이때의 계산된 비정질 층의 두께는 0.98 nm이었다. 홀 측정과 면저항 측정은 dopant의 활성화가 주입된 에너지, 이온 선량, 열처리 온도에 따라 증가함을 보여주었다. I-V 측정 결과 누설 전류 밀도는 열처리 온도가 $800^{\circ}C$에서 $1000^{\circ}C$까지 증가함에 따라 감소하였고 주입에너지가 5kV에서 10kV까지 증가함에 따라 증가하였다.

Conformal $Al_2$O$_3$ Nanocoating of Semiconductor Nanowires by Atomic Layer Deposition

  • Hwang, Joo-Won;Min, Byung-Don;Kim, Sang-Sig
    • KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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    • 제3C권2호
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    • pp.66-69
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    • 2003
  • Various semiconductor nanowires such as GaN, GaP, InP, Si$_3$N$_4$, SiO$_2$/Si, and SiC were coated conformally with aluminum oxide (Al$_2$O$_3$) layers by atomic layer deposition (ALD) using trimethylaluminum (TMA) and distilled water ($H_2O$) at a temperature of 20$0^{\circ}C$. Transmission electron microscopy (TEM) revealed that A1203 cylindrical shells conformally coat the semiconductor nanowires. This study suggests that the ALD of $Al_2$O$_3$ on nanowires is a promising method for preparing cylindrical dielectric shells for coaxially gated nanowire field-effect transistors.

Sol-gel 법으로 제조된 강유전체 Sr0.9Bi2.1Ta1.8Nb0.2O9 박막의 저온결정화 공정 (Low Temperature Sintering Process of Sol-gel Derived Ferroelectric Sr0.9Bi2.1Ta1.8Nb0.2O9 Thin films)

  • 김영준;김병호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권3호
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    • pp.279-285
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    • 2003
  • Sol-gel 법으로 200 nm 정도의 두께를 가진 강유전성 S $r_{0.9}$B $i_{2.1}$T $a_{1.8}$ N $b_{0.2}$ 박막을 Pt/Ti $O_2$/ $SiO_2$/Si 기판 위에 증착하였다. 본 실험에서는 Sr(O $C_2$ $H_{5}$)$_2$, Bi(TMHD)$_3$, Ta(O $C_2$ $H_{5}$)$_{5}$ 그리고, Nb(O $C_2$ $H_{5}$)$_{5}$를 출발 물질로 사용하였으며 2-methoxyethanol을 용매로 사용하였다. UV 노광과 급속열처리가 SBTN 박막의 구조와 전기적 특성에 어떤 영향을 주는 가를 연구하였다. UV 노광과 급속열처리를 한 후에 $650^{\circ}C$ 열처리한 SBTN 박막의 3V와 5V 인가 전압하에서의 잔류분극 값은 각각 8.49와 11.94 $\mu$C/$ extrm{cm}^2$이었다.

pH에 따른 캐올리나이트 합성과 특성 분석 (Characterization of the Kaolinite Synthesized According to the pH.)

  • 류경원;장영남;배인국;서용재
    • 자원환경지질
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    • 제41권2호
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    • pp.165-172
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    • 2008
  • 비정질 $SiO_2$$Al(OH)_3$를 출발물질로 이용하여 250$^{\circ}C$, $30kg/cm^2$의 조건에서 pH를 2${\sim}$9까지 변화시키면서 캐올리나이트를 수열합성하였다. 합성 캐올리나이트는 XRD, FT-IR, TG, DTA, 및 FE-SEM을 사용하여 광물학적 특성 분석을 실시하였으며, 이로부터 캐올리나이트 합성시 pH의 변화에 따른 영향력을 관찰하였다. 실험결과, 산성조건에서 중-저 결함도와 높은 열적 안정성을 갖는 양호한 캐올리나이트가 합성되었으며, 알카리성 조건에서는 결함이 많은 캐올리나이트가 합성되었다. 이러한 현상은 합성 캐올리나이트의 표면특성이 pH에 의존하기 때문인 것으로 보인다. FT-IR 분석결과, 반응용액의 알칼리도가 증가함에 따라 합성 캐올리나이트의 피크 강도와 분해도가 감소되었으며, TG-DTA 분석결과, 60-70$^{\circ}C$의 저온영역에서의 탈수현상에 의한 피크 강도 증가가 관찰되었다. 이러한 결과는 pH의 증가에 따라 반응에 참여하지 못한 비정질 물질의 양이 증가하기 때문이며 FE-SEM 분석에 의해 확인되었다.

SiC Whisker의 분산과 $Al_2O_3-SiC Whisker$ 복합재료의 기계적 성질 (SiC-Whisker Dispersion and Mechanical Properties of $Al_2O_3-SiC Whisker$ Whisker Composite)

  • 정수종;이주완;김득중;신유선;강석중
    • 한국세라믹학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.492-498
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    • 1993
  • The pretreatment condition for uniform distribution of SiC whisker in A2O3-SiCw composites has been determined and the mechanical properties of the composites with various whisker contents have been measured. Good dispersion of the whisker can be obtained in a solution of pH=10.45 by ball milling and ultrasonic treatment. The relative density of hot pressed composites decreases with the whisker content up to 40vol%, but is found to be satisfactory, over 98% for all samples. The mechanical property of the composites is sensitive to the whisker dispersion. Uniform distributjion of the whisker is critical in order to guarantee good mechanical property.The samples containing 20~30vol% whisker show the best mechanical property within the studied range.

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졸-겔법에 의한 Te 미립자분산 SiO2 겔의 특성 (Properties of Te Fine Particle Doped SiO2 Gel by the Sol-Gel Method)

  • 문종수;조범래;강봉상
    • 한국재료학회지
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    • 제12권8호
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    • pp.650-655
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    • 2002
  • $SiO_2$ gels containing dispersed fine Te metal particles have been prepared by the sol- gel method using a starting solution containing Tetraethoxy Silane (Si($OC_2$ $H_{5}$ )$_4$), $H_2$O, Ethylalchol ($C_2$$H_{5}$OH), Nitric Acid ($HNO_3$) and Tellurium Tetracholoride ($TeCl_4$) in a several molar ratio. Gelling time of sols was about 3 days and viscosity of solution was very low about 2~3 cP for 3 days. Heat-treatments of the gel have been performed at 500, 700, 900, 1100 and $1300^{\circ}C$ for 1 hour, respectively. We have investigated TG-DTA, X-ray diffraction patterns and SEM of heat-treatmented gels. The size of Te fine particles dispersed in $SiO_2$ gel was about 0.8~1 $\mu\textrm{m}$ and the shape was almost quadrangle.