A Density Functional Theory Study of Additives in Electrolytes of a Dye Sensitized Solar Cell

이맹은,강문성,조광휘 대한화학회 2013 Bulletin of the Korean Chemical Society Vol.34 No.8

The effect of additives in an electrolyte solution on the conversion efficiency of a dye sensitized solar cell was investigated. A density functional theory (DFT) method was used to examine the physical and chemical properties of nitrogen-containing additives adsorbed on a TiO2 surface. Our results show that additives which cause lower partial charges, higher Fermi level shifts, and greater adsorption energies tend to improve the performance of DSSCs. Steric effects that prevent energy losses due to electron recombination were also found to have a positive effect on the conversion efficiency. In this work, 3-amino-5-methylthio-1H-1,2,4-triazole (AMT) has been suggested as a better additive than the most popular additive, TBP, and verified with experiments.

일반논문 : 황동규 시의 변화 과정과 음악성

이맹 문예시학회(구 충남시문학회) 2012 문예시학 Vol.27 No.-

Blistering Induced Degradation of Thermal Stability Al2O3 Passivation Layer in Crystal Si Solar Cells

이맹,신홍식,정광석,오성근,이호령,한규민,이가원,이희덕 대한전자공학회 2014 Journal of semiconductor technology and science Vol.14 No.1

Different kinds of post-deposition annealing (PDA) by a rapid thermal process (RTP) are used to enhance the field-effect passivation of Al2O3 film in crystal Si solar cells. To characterize the effects of PDA on Al2O3 and the interface, metal-insulator semiconductor (MIS) devices were fabricated. The effects of PDA were characterized as functions of RTP temperature from 400~700 °C and RTP time from 30~120 s. A high temperature PDA can retard the passivation of thin Al2O3 film in c-Si solar cells. PDA by RTP at 400 °C results in better passivation than a PDA at 400 °C in forming gas (H2 4% in N2) for 30 minutes. A high thermal budget causes blistering on Al2O3 film, which degrades its thermal stability and effective lifetime. It is related to the film structure, deposition temperature, thickness of the film, and annealing temperature. RTP shows the possibility of being applied to the PDA of Al2O3 film. Optimal PDA conditions should be studied for specific Al2O3 films, considering blistering.

UCCN과 창의산업 클러스터에 대한 연구 - 미디어아트 도시 창사(長沙)를 중심으로 -

이맹,권혁인 한국디지털융합학회 2022 디지털융합논문지 Vol.8 No.2

n-InGaAs MOSFETs을 위한 Pd 중간층을 이용한 Ni-InGaAs의 열 안정성 개선

이맹,신건호,이정찬,오정우,이희덕,Li, Meng,Shin, Geonho,Lee, Jeongchan,Oh, Jungwoo,Lee, Hi-Deok 한국전기전자재료학회 2018 전기전자재료학회논문지 Vol.31 No.3

Ni-InGaAs shows promise as a self-aligned S/D (source/drain) alloy for n-InGaAs MOSFETs (metal-oxide-semiconductor field-effect transistors). However, limited thermal stability and instability of the microstructural morphology of Ni-InGaAs could limit the device performance. The in situ deposition of a Pd interlayer beneath the Ni layer was proposed as a strategy to improve the thermal stability of Ni-InGaAs. The Ni-InGaAs alloy layer prepared with the Pd interlayer showed better surface roughness and thermal stability after furnace annealing at $570^{\circ}C$ for 30 min, while the Ni-InGaAs without the Pd interlayer showed degradation above $500^{\circ}C$. The Pd/Ni/TiN structure offers a promising route to thermally immune Ni-InGaAs with applications in future n-InGaAs MOSFET technologies.

제일원리계산을 이용한 리튬이차전지 양극활물질 LiNiO₂의 표면 특성에 관한 연구

최희성,이맹은,Choi, Heesung,Lee, Maeng-Eun 한국전기화학회 2013 한국전기화학회지 Vol.16 No.3

현재 이차전지에서 사용중인 양극활물질은 구조 안정성이 높은 층상구조(Layered Structure)의 리튬 금속 산화물(Solid State Lithium Oxide Compounds)이 주로 사용된다. 최근에는 리튬이차전지의 성능향상을 위해서 음극활물질과 전해질 사이의 계면뿐만 아니라, 양극활물질과 전해질 사이의 계면에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 계면의 연구를 위해서는 음극활물질 뿐만 아니라, 양극활물질의 표면에 관한 연구도 선행적으로 이루어져야 하는 상황이다. 대표적인 리튬금속 산화물질인 니켈산리튬($LiNiO_2$)과 코발트산리튬($LiCoO_2$)은 서로 매우 유사한 구조를 갖는 층상구조의 양극활물질이다. 코발트산리튬이 다양한 실험적, 이론적 연구가 진행된 반면에, 니켈산 리튬은 실험적 연구에 비해서 이론적 연구가 부족하다. 따라서, 본 연구에서는 니켈산리튬의 X-선 회절계 측정 결과(XRD data)에 나오는9개의 표면 방향을 범밀도함수이론(Density Functional Theory)을 이용하여 니켈산리튬 표면의 표면 에너지를 계산하였다. 니켈산리튬의 X-선 회절계 측정 결과(XRD data)에서는 (003), (104), (101), (110) 결정 등등이 순차적으로 주요하게 존재하는 것으로 확인되었다. 그러나 시뮬레이션을 이용한 각각의 표면 에너지 계산 결과, X-선 회절계 측정 결과와 다른 순서로 안정한 표면 에너지가 나타나는 결과를 얻었다. 따라서 에너지적으로 안정한 표면이자, X-선 회절계에서 주요하게 나타나는 (104)와 (101) 방향의 니켈산리튬 표면이 많이 노출되어 Li 이온의 충방전시 리튬의 삽입 탈리에 영향을 줄 것으로 예상된다. Solid state lithium oxide compounds of layered structure, which has high stability of structure, are mainly used as the cathode materials in lithium-ion batteries (LIBs). Recently, the investigation of Solid Electrolyte Interphase (SEI) between active materials and electrolyte has been focusing to improve the performance of lithium-ion batteries. For the investigation of the SEI, the study of surface properties of cathode materials and anode materials is also required in advance. $LiNiO_2$ and $LiCoO_2$ are very similar layered structure of cathode active materials and representative solid state lithium oxide compounds in LIBs. Various experimental and theoretical studies have been doing for $LiCoO_2$. The theoretical investigation of $LiNiO_2$ is not sufficient, however, even if experimental studies of $LiNiO_2$ are enough. In this study, the surface energies of nine facets of $LiNiO_2$ crystal facets were calculated by Density Functional Theory. In XRD data of $LiNiO_2$, (003), (104), (101), et al. facets are main surfaces in order. However, the results of calculation are different with XRD data. Thus, both (104) and (101) facets, which are energetically stable and measured in XRD, are mainly exposed in the surface of $LiNiO_2$ and it is expected that intercalation and de-intercalation of Li-ion will be affected by them.

제일원리계산을 이용한 리튬이차전지 양극활물질 LiNiO2의 표면 특성에 관한 연구

최희성,이맹은 한국전기화학회 2013 한국전기화학회지 Vol.16 No.3

현재 이차전지에서 사용중인 양극활물질은 구조 안정성이 높은 층상구조(Layered Structure)의 리튬 금속 산화물(Solid State Lithium Oxide Compounds)이 주로 사용된다. 최근에는 리튬이차전지의 성능향상을 위해서 음극활물질과 전해질 사이의 계면뿐만 아니라, 양극활물질과 전해질 사이의 계면에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 계면의 연구를 위해서는 음극활물질 뿐만 아니라, 양극활물질의 표면에 관한 연구도 선행적으로 이루어져야 하는 상황이다. 대표적인 리튬 금속 산화물질인 니켈산리튬(LiNiO2)과 코발트산리튬(LiCoO2)은 서로 매우 유사한 구조를 갖는 층상구조의 양극활물질이다. 코발트산리튬이 다양한 실험적, 이론적 연구가 진행된 반면에, 니켈산 리튬은 실험적 연구에 비해서 이론적 연구가 부족하다. 따라서, 본 연구에서는 니켈산리튬의 X-선 회절계 측정 결과(XRD data)에 나오는9개의 표면 방향을 범밀도함수이론(Density Functional Theory)을 이용하여 니켈산리튬 표면의 표면 에너지를 계산하였다. 니켈산리튬의 X-선 회절계 측정 결과(XRD data)에서는 (003), (104), (101), (110) 결정 등등이 순차적으로 주요하게 존재하는 것으로 확인되었다. 그러나 시뮬레이션을 이용한 각각의 표면 에너지 계산 결과, X-선 회절계 측정 결과와 다른 순서로 안정한 표면 에너지가 나타나는 결과를 얻었다. 따라서 에너지적으로 안정한 표면이자, X-선 회절계에서 주요하게 나타나는 (104)와 (101) 방향의 니켈산리튬 표면이 많이 노출되어 Li 이온의 충방전시 리튬의 삽입·탈리에 영향을 줄 것으로 예상된다.

Quantum Chemical Approaches for Electronic Materials Design

성시열,서정인,이맹은,박성수 한국공업화학회 2002 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2002 No.1

고전압용 리튬이차전지 바인더 개발을 위한 시뮬레이션 및 전기화학 평가 비교를 통한 산화분해전압 예측 연구

유지민,알렉세이 카사에프,이맹은,Yu, Jee Min,Kashaev, Alexey,Lee, Maeng-Eun 한국전기화학회 2013 한국전기화학회지 Vol.16 No.3

고전압에서도 사용 가능한 바인더 개발에 대한 요구가 증대됨에 따라 이에 적합한 내산화성이 우수한 바인더를 양자화학적 모델링에 기반하여 제안하고자 하였다. 각 고분자 poly(acryl amide)(PAM), poly(methyl acrylate)(PMA), poly(vinylidene fluoride)(PVDF), poly(hexafluropropylene)(PHFP)에 대하여 반경험적 방법(Semi-empirical method) 및 밀도범함수 이론(Density Functional Theory, DFT) 방법을 이용하여 단량체부터 사량체까지의 고분자 바인더에 대한 최고 점유 분자 궤도함수(Highest occupied molecular orbital, HOMO) 에너지와 이온화 에너지(Ionization Potential, IP) 값을 구하여 실험 값과 비교하였다. 밀도범함수 방법으로 해석한 결과, PHFP, PVDF, PMA, PAM 순으로 고분자의 내산화성이 좋은 것으로 시뮬레이션을 통해 예측되었고, 이러한 결과는 선형 훑음 전압-전류법(Linear Sweep Voltametry, LSV)으로부터 얻은 실험값과 일치하였다. 또한 이 결과는 HOMO 오비탈의 구조를 분석하여 내산화성이 좋은 원인을 규명하였다. As the development of available binder in the harsh conditions is needed, we propose the proper binder for high-voltage lithium-ion secondary batteries based on the quantum chemistry modeling. The optimized structures, HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) energies and ionization potentials of 4 binders, which were considered from monomer to tetramer, were investigated by the semi-empirical and DFT (Density Functional Theory) calculations. The results show that the ionization potential values by calculation tend to be close to the oxidation potentials from the measurement of linear sweep voltametry (LSV). The order of oxidative resistance from high value to low value is following: poly(hexafluropropylene), poly(vinylidene fluoride), poly(methyl acrylate) and poly(acryl amide). Also these results correspond with the experimental values. Thus, we find the reason why HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) energy of PHFP has the highest value than other binders by analysis of HOMO orbital structures.

王贊年譜考略

李猛(이맹) 한국교통대학교 동아시아연구소 2017 동아문헌연구 Vol.- No.-