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이종접합 실리콘 태양전지 적용을 위한 선택적 전하접합 층으로의 전이금속산화물에 관한 연구
김용준,김선보,김영국,조영현,박창균,이준신,Kim, Yongjun,Kim, Sunbo,Kim, Youngkuk,Cho, Young Hyun,Park, Chang-kyun,Yi, Junsin 한국전기전자재료학회 2017 전기전자재료학회논문지 Vol.30 No.3
Hydrogenated Amorphous Silicon (a-Si:H) is used as an emitter layer in HIT (heterojunction with Intrinsic Thin layer) solar cells. Its low band gap and low optical properties (low transmittance and high absorption) cause parasitic absorption on the front side of a solar cell that significantly reduces the solar cell blue response. To overcome this, research on CSC (carrier Selective Contacts) is being actively carried out to reduce carrier recombination and improve carrier transportation as a means to approach the theoretical efficiency of silicon solar cells. Among CSC materials, molybdenum oxide ($MoO_x$) is most commonly used for the hole transport layer (HTL) of a solar cell due to its high work function and wide band gap. This paper analyzes the electrical and optical properties of $MoO_x$ thin films for use in the HTL of HIT solar cells. The optical properties of $MoO_x$ show better performance than a-Si:H and ${\mu}c-SiO_x:H$.
FDTD 방법과 분수 함수 근사법을 이용한 다층 구조에서의 Green 함수 근사화
김용준(Yongjune Kim),고일석(Il-Suek Koh),이용식(Yongshik Lee) 한국전자파학회 2011 한국전자파학회논문지 Vol.22 No.2
본 논문에서는 1차원 모드 방정식의 FDTD 해석 결과와 분수 함수 근사법을 이용하여 다층 구조의 Green 함수를 근사화 하는 방법을 제안한다. 파수 값에 따른 FDTD 해석 결과를 Fourier 변환 과정을 거쳐 spectral domain 상에서 Green 함수를 계산한다. FDTD 수치 해석 결과로 얻은 Green 함수에 분수 함수 근사법을 적용하여 pole과 residue를 계산하여 Green 함수를 분수 함수로 근사화 한다. 제안된 방법은 path-loss 계산 방법 중 하나인 정상 모드(normal mode)에 사용할 수 있다. 단일 주파수 해석에 유효한 기존의 정상 모드 방법과는 달리 본 논문에서 제안하는 FDTD 기반 방법은 광대역 해석을 할 수 있다. 제안된 방법의 유용성을 입증하기 위해 정상 모드 해석기반의 Kraken 시뮬레이터 결과와 공진 모드의 pole 값을 비교한다[1]. 또 알려진 해석해를 갖는 문제에 제안된 방법을 적용하여 정확도를 검증하였다. In this paper, a method to approximate a multi-layer Green's function is proposed based on a FDTD scheme and a rational function approximation. For a given horizontal propagation wavenumber, time domain response is calculated and then Fourier transformed to the spectral domain Green's function. Using the rational function approximation, the pole and residue of the Green's function can be estimated, which are crucial for a calculation of a path loss. The proposed method can provide a wideband Green's function, while the conventional normal mode method can be applied to a single frequency problem. To validate the proposed method, We consider two problems, one of which has a analytical solution. The other is about multi-layer case, for which the proposed method is compared with the known normal mode solution, Kraken.
육각형 형상의 광대역 전자기파 메타물질 흡수체 단위 셀 최적 설계
김용준(Yongjune Kim),이선규(Sun-Gyu Lee),이정해(Jeong-Hae Lee) 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.6
전자기파 메타물질 흡수체는 전도성 패턴을 기반으로 우수한 전자기파 흡수 성능을 구현할 수 있는 차세대 전자기파 흡수체이다. 메타물질 흡수체는 단위 셀이 주기적으로 배치되었을 때 우수한 흡수 성능이 구현되므로, 기존 사각형 테두리를 갖는 메타물질 흡수체를 주기적인 배치가 어려운 임의의 내각을 갖는 다각형 또는 입체의 모서리 부분에 적용할 경우 성능이 급격히 열화되는 문제점을 갖는다. 본 논문에서는 내각이 60° 또는 120°를 이루는 모서리 구조에 적용하여도 단위 셀이 연속적으로 연결될 수 있는 육각형 형상의 전자기파 메타물질 흡수체 단위 셀의 최적 설계 방법을 제시한다. 전도성 패턴을 최적 형상으로 설계하기 위해 적응형 유전 알고리즘을 이용한 타일링 방법이 제안되었으며, TE(transverse electric) 및 TM (transverse magnetic) 편파에 대해 동시에 최적화를 진행하여 두 편파 모두에 대해 X 밴드 전체에서 반사율이 –10 dB 이하로 감소된 시뮬레이션 결과를 확인하였다. 최적의 성능을 나타낸 축 대칭 형상의 패턴의 경우 최대 45°의 경사 입사에 대해 반사율이 –8 dB 이하로 감소되었다. 설계 결과의 정확도는 유한 요소 기법 기반의 서로 다른 수치 해석 툴을 이용한 해석 결과의 비교를 통해 검증하였다. Electromagnetic (EM) metamaterial absorbers are new types of EM absorbers that can absorb the EM waves via conductive patterns. The performances of the EM metamaterial absorbers can be guaranteed when the unit cells of them are connected periodically. Therefore, the absorbing performances based on square unit cells may be degraded significantly when they are applied to a polygonal area or a corner that do not allow the periodic connection. In this paper, an optimization method is proposed for hexagonal EM metamaterial absorber unit cells that can be connected periodically for the c orners of which the interior angles are 60° or 120°. To achieve optimal hexagonal patterns, a tiling method is proposed based on an adaptive genetic algorithm. By minimizing the reflectances for both the transverse electric (TE) and transverse magnetic (TM) polarizations, the -10 dB reflectances were confirmed in the X band for the two polarizations simultaneously. Based on the finalized axially symmetric pattern along six axes, the -8 dB reflectances were confirmed in the same band for the oblique incidence with the vertical angle up to 45°. By comparing simulation results calculated by two different commercialized simulators based on the finite element method, the accuracy of the design was verified.
김용준(Yongjune Kim),서일성(Ilsung Seo),고일석(Il-Suek Koh),이용식(Yongshik Lee) 한국전자파학회 2016 한국전자파학회논문지 Vol.27 No.6
본 논문에서는 준등각 맵핑 기반 전자기파 투명화 구조의 산란 단면적(Scattering Cross Section: SCS)을 최소화 시키는 설계 방법을 제시한다. 준등각 맵핑에 기반하여 설계한 전자기파 투명화 구조를 사각형 형태로 잘라낸 뒤 경계면 밖의 굴절률과 내부의 1미만인 굴절률을 자유 공간으로 근사하는 방법을 사용함으로써 구현하기 어려운 굴절률 문제를 해결하였다. 사각형 형태의 크기는 시뮬레이션을 통해 전자기파 투명화 구조를 적용한 마름모형 금속 물체의 산란 단면적이 최소가 되도록 최적화하였다. 설계된 자유 공간형 전자기파 투명화 구조를 3D 프린터를 이용하여 제작, 산란파 저감특성을 전자기장 스캐너를 이용하여 실험적으로 검증하였다. A design method is proposed to minimize the scattering cross section(SCS) of the electromagnetic cloak based on the quasi-conformal mapping. Often times in such cloaking structures, parts that require refractive index below one are approximated with free space because of the difficulty involved with realization. In this process, preformance degradation is inevitable. In this work, the size of the cloak is optimized to compensate for the deterioration, and thus to minimize the scattering cross section of a diamond shaped conductor. Proposed cloak is fabricated using a 3D printer, and verified by measuring the cloaking performance of a diamond shaped aluminum target.