주기적인 패턴 유리 기판을 사용한 비정질 실리콘 박막 태양전지의 효율 향상에 관한 연구

손찬희,김경민,김재호,홍진,권기청,Son, C.H.,Kim, K.M.,Kim, J.H.,Hong, J.,Kwon, G.C. 한국진공학회 2012 Applied Science and Convergence Technology Vol.21 No.1

본 연구에서는 주기적인 3차원 패턴이 형성된 유리기판을 사용하여 비정질 실리콘 박막 태양전지를 제작하였다. 주기적인 패턴은 일반적인 전도성 투명 산화막(TCO: Trasparent Conductive Oxide) 표면의 불규칙 패턴과 비교하여 더 효율적인 광포획을 가능하게 한다. 태양전지 제작 전 광특성 전산모사를 통하여 주기적인 패턴 유리 기판의 광학적 특성을 알아보았다. 비정질 실리콘 박막 태양전지의 제작은 PECVD를 이용하여 구면 패턴이 형성된 유리기판을 이용하여 제작되었으며, 인공 태양광 조사장치를 이용하여 제작된 태양전지의 성능 평가를 진행하였다. 태양전지 전산모사 결과와 실험 결과들을 비교 분석하여 주기적인 패턴 유리 기판을 이용한 비정질 실리콘 박막 태양전지의 효율향상 가능성을 확인하였다. We fabricated a-Si:H thin-film solar cell using the two-dimensional (2D) periodic patterned glass substrate. The use of a 3D periodic texture rather than a randomly texture at surface of TCO can result in higher short circuit current densities ($J_{sc}$). In order to analyze the optical effect of patterning glasses, ray-tracing simulations were performed. Also, p-i-n cells were deposited on patterned glasses as substrate by PECVD. UV-Vis spectroscopy, light I-V measurement were carried out for the optoelectronic characterization. The anti-reflective and light-trapping performance of patterning glass substrate was investigated by a comparison of experimental results with numerical simulations.

주기적인 패턴 유리 기판을 사용한 비정질 실리콘 박막 태양전지의 효율 향상에 관한 연구

손찬희(C. H. Son),강정욱,김경민(K. M. Kim),김재호(J. H. Kim),홍진(J. Hong),홍병희(B. H. Hong),조광섭(G. S. Cho),권기청(G. C. Kwon) 한국태양에너지학회 2010 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11

We fabricated a-Si:H thin-film solar cell using the two-dimensional(2D) periodic patterned glass substrate. The use of a 2D periodic texture rather than a randomly texture at surface of TCO can result in higher short circuit current densities(Jsc). In order to analyze the optical effect of patterning glasses, ray-tracing simulations were performed. Also, p-i-n cells were deposited on patterning glasses as substrate by PECVD. UV-Vis spectroscopy, I-V were carried out for the optoelectronic characterization. The anti-reflective and light-trapping performance of patterning glass substrate was investigated by a comparison of experimental results with numerical simulations.

국내 초.중등 이러닝 제도.정책 개선 방향 및 과제

손찬희(Chanhee Son) 전남대학교 교육문제연구소 2020 교육연구 Vol.42 No.2

코로나 19 확산에 따라 사상 처음 온라인 개학 으로 학교 교육과정이 운영되고 있다. 온라인 개학으로 인해 그 동안 당연하게 여겨졌던 물리적인 등교 가 불가능한 상황을 맞이하게 된 것이다. 코로나 19 상황이 조기에 호전되었다면 온라인 개학은 단기적인 해프닝 정도로 우리의 기억 속에 남았을 것이다. 하지만 현재 감염증 상황이 기대와는 달리 지속됨으로써 단순한 해프닝 정도가 아니라 학교 교육을 전반적으로 되돌아보고 앞으로 어떠한 방향으로 나아가야 하는지에 대한 진지한 고민거리가 되고 있다. 학교 교육에서 이러닝은 학교 교육의 보완재 로서 그 역할을 해오고 있는데, 코로나 19 상황으로 인해 그저 보완재 로서 이러닝을 바라보는 것에서 나아가 학교 교육의 일부로서 이러닝을 바라보고, 그러한 역할에 맞는 기반을 갖추는 것이 중요한 시점이다. 이에 본 연구는 초･중등교육 차원의 이러닝의 현안을 살펴보고 학교 교육을 혁신하기 위한 하나의 기제로서 이러닝을 개선하기 위한 과제를 제안하고자 한다. 이를 위해 우선 이러닝 관련 법･제도 현황과 이러닝 관련 정부부처 기본 정책을 분석하였고, 초･중등교육 차원의 이러닝 실행 측면의 이슈와 현안을 도출한 후, 이를 해결하고 개선하기 위한 방향 및 과제를 제안하였다. With the spread of Corona 19, the school curriculum is being operated for the first time in history as opening online . Because of the online school opening, the physical ‘going to school that has been taken for granted is now impossible. If the Corona 19 situation had improved early, the online school opening would have remained in our memory as a short-term happening. However, as the current infectious disease situation persists contrary to expectations, it is not just an incident, but a serious concern about what direction to go forward by looking back at school education in general. In school education, e-learning has been playing a role as a supplemental material to school education. Due to the Corona 19 situation, e-learning is being considered not just a supplemental material , but as an important part of school education. Thus, it is an important point to have the basis for that role. Along this line, this study examines the pending issues of e-learning at the level of elementary and secondary education, and proposes tasks to improve e-learning as a mechanism to innovate school education. To this end, first, the status of e-learning related laws and systems and policies of the government were analyzed, pending issues in the aspect of e-learning implementation at the level of elementary and secondary education were identified, and then directions and tasks to resolve and improve them were proposed.

γ-FIB 시스템을 이용한 산소 유량 변화에 따른 산화인듐주석 박막의 특성 연구

김동해,손찬희,윤명수,이경애,조태훈,서일원,엄환섭,김인태,최은하,조광섭,권기청,Kim, D.H.,Son, C.H.,Yun, M.S.,Lee, K.A.,Jo, T.H.,Seo, I.W.,Uhm, H.S.,Kim, I.T.,Choi, E.H.,Cho, G.S.,Kwon, G.C. 한국진공학회 2012 Applied Science and Convergence Technology Vol.21 No.6

본 연구는 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 산소유량 변화에 따라 증착된 ITO 박막 구조적, 전기적, 광학적 특성을 분석하였다. ITO (Indium Tin Oxide) 박막은 $1.0{\times}10^{-3}$ Torr의 공정 압력과 2 kW 및 13.56 MHz의 RF 전력, 1,000 sccm의 Ar 가스 조건하에 0~12 sccm의 $O_2$ 가스 유량을 변경하면서 증착하였다. 광투과율 측정은 적분구를 이용하였으며, 측정 파장 범위는 300~1,100 nm이다. 4-point probe를 이용하여 면저항을 측정하였으며, Hall Measurement System을 이용하여 비저항, 캐리어 농도 및 전자이동도를 측정하였다. Scanning electron microscope 장비를 이용하여 ITO 박막 표면을 분석하였고, 박막의 거칠기는 Atomic force microscope을 이용하여 측정하였다. ${\gamma}$-Focused ion beam system을 이용하여 ITO 박막의 이차전자방출계수를 측정하였으며, 이차전자방출계수 값으로 Auger neutralization mechanism 분석법을 이용해 ITO 박막의 일함수를 결정하였다. 3 sccm의 산소 유량에서 증착된 ITO 박막의 비저항은 약 $2.4{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$로 가장 좋았으며, 광학적 특성 또한 84.93% (Weighted average)로 가장 좋은 것을 확인할 수 있었다. 이 조건에서 이차전자방출 계수가 가장 높았고 일함수는 가장 낮은 경향의 일치함을 확인하였다. Indium Tin Oxide (ITO) thin films were prepared by RF magnetron sputtering with different flow rates of $O_2$ gas from 0 to 12 sccm. Electrical and optical properties of these films were characterized and analyzed. ITO deposited on soda lime glass and RF power was 2 kW, frequency was 13.56 MHz, and working pressure was $1.0{\times}10^{-3}$ Torr, Ar gas was fixed at 1,000 sccm. The transmittance was measured at 300~1,100 nm ranges by using Photovoltaic analysis system. Electrical properties were measured by Hall measurement system. ITO thin films surface were measured by Scanning electron microscope. Atomic force microscope surface roughness scan for ITO thin films. ITO thin films secondary electron emission coefficient(${\gamma}$) was measured by ${\gamma}$-Focused ion beam. The resistivity is about $2.4{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ and the weighted average transmittance is about 84.93% at 3 sccm oxygen flow rate. Also, we investigated Work-function of ITO thin films by using Auger neutralization mechanism according to secondary electron emission coefficient(${\gamma}$) values. We confirmed secondary electron emission peak at 3 sccm oxygen flow rate.

광 입사각이 BIPV에 적용되는 단결정 또는 비정질 실리콘 태양전지의 양자효율에 미치는 영향

강정욱,손찬희,조광섭,유진혁,김정식,박창균,차성덕,권기청,Kang, Jeong-Wook,Son, Chan-Hee,Cho, Guang-Sup,Yoo, Jin-Hyuk,Kim, Joung-Sik,Park, Chang-Kyun,Cha, Sung-Duk,Kwon, Gi-Chung 한국진공학회 2012 Applied Science and Convergence Technology Vol.21 No.1

건재 일체형 태양광발전(BIPV) 응용을 위해 광 입사각에 따른 태양전지의 변환 효율은 중요하다. 양자효율은 태양전지의 파장별 전자 수집효율을 말하며, 입사각별 양자효율 측정으로 입사각에 따른 태양전지 출력 변화 요인을 분석할 수 있다. 이러한 입사각별 양자효율은 태양전지 종류에 따라 차이를 보인다. 본 연구에서는 가장 많이 쓰이는 벌크형 단결정 실리콘 태양전지와 박막형 비정질 실리콘 태양전지의 입사각별 양자효율을 비교하였다. 그 결과, 단결정 실리콘 태양전지에서는 광 입사각이 증가함에 따라 전 파장영역에서 양자효율이 감소했다. 반면, 비정질 박막 실리콘 태양전지에서는 단파장 영역에서는 결정질 실리콘과 동일하게 감소하였으나, 그 이후의 흡수 영역에서 약 $40^{\circ}$의 입사각까지 증가 또는 일정한 양자효율을 보이다가 이후에 급격히 감소하는 결과를 얻었다. 이는 비정질 박막 실리콘 태양전지에서 입사각이 증가함에 따라 특정 파장 영역에서 산란과 박막 구조의 영향으로 예상된다. 따라서, 태양전지의 구조 및 광학 구조 최적화 등으로 BIPV 적용에 유리한 구조 태양전지 제작이 가능할 것으로 보인다. The conversion efficiency of solar cells depending on incident angle of light is important for building-integrated photovoltaics (BIPV) applications. The quantum efficiency is the ratio of the number of charge carriers collected by the solar cell to the number of photons of a given energy shining on the solar cell. The analysis of angle dependence of quantum efficiencies give more information upon the variation of power output of a solar cell by the incident angle of light. The variations in power output of solar cells with increasing angle of incidence is different for the type of cell structures. In this study we present the results of the quantum efficiency measurement of single-crystalline silicon solar cells and a-Si:H thin-film solar cells with the angle of incidence of light. As a result, as the angle of incidence increases in single-crystalline silicon solar cells, quantum efficiency at all wavelength (300~1,100 nm) of light were reduced. But in case of a-Si:H thin-film solar cells, quantum efficiency was increased or maintained at the angle of incidence from 0 degree to about 40 degrees and dramatically decrease at more than 40 degrees in the range of visible light. This results of quantum efficiency with increasing incident angle were caused by haze and interference effects in thin-film structure. Thus, the structural optimization considering incident angle dependence of solar cells is expected to benefit BIPV.

새로운 대기압 플라즈마 제트를 이용한 태양전지용 고농도 선택적 도핑에 관한 연구

조이현,윤명수,손찬희,조태훈,김동해,서일원,노준형,전부일,김인태,최은하,조광섭,권기청,Cho, I Hyun,Yun, Myung Soo,Son, Chan Hee,Jo, Tae Hoon,Kim, Dong Hea,Seo, Il Won,Rho, Jun Hyoung,Jeon, Bu Il,Kim, In Tae,Choi, Eun Ha,Cho, Guangsup,Kwon, 한국진공학회 2013 Applied Science and Convergence Technology Vol.22 No.5

태양전지 제조공정에서 열처리로 레이저를 사용하는 도핑공정은 태양전지의 성능을 결정짓는 중요한 요소이다. 그러나 퍼니스를 이용하는 공정에서는 선택적으로 고농도(Heavy) 도핑영역을 형성하기가 어렵다. 레이저를 사용한 선택적 도핑의 경우 고가의 레이저 장비가 요구되어지며, 레이저 도핑 후 고온의 에너지로 인한 웨이퍼의 구조적 손상 문제가 발생된다. 본 연구는 저가이면서 코로나 방전 구조의 대기압 플라즈마 소스를 제작하였고, 이를 통한 선택적 도핑에 관한 연구를 하였다. 대기압 플라즈마 제트는 Ar 가스를 주입하여 수십 kHz 주파수를 인가하여 플라즈마를 발생시키는 구조로 제작하였다. P-type 웨이퍼(Cz)에 인(P)이 shallow 도핑 된(120 Ohm/square) PSG (Phosphorus Silicate Glass)가 제거되지 않은 웨이퍼를 사용하였다. 대기압 플라즈마 도핑 공정 처리시간은 15 s와 30 s이며, 플라즈마 전류는 40 mA와 70 mA로 처리하였다. 웨이퍼의 도핑프로파일은 SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy)측정을 통하여 분석하였으며, 도핑프로파일로 전기적 특성인 면저항(sheet resistance)을 파악하였다. 도펀트로 사용된 PSG에 대기압 플라즈마 제트로 도핑공정을 처리한 결과 전류와 플라즈마 처리시간이 증가됨에 따라 도핑깊이가 깊어지고, 면저항이 향상하였다. 대기압 플라즈마 도핑 후 웨이퍼의 표면구조 손상파악을 위한 SEM (Scanning Electron Microscopy) 측정결과 도핑 전과 후 웨이퍼의 표면구조는 차이가 없음을 확인하였으며, 대기압 플라즈마 도핑 폭도 전류와 플라즈마 처리시간이 증가됨에 따라 증가하였다. Doping process using laser is an important process in fabrication of solar cell for heat treatment. However, the process of using the furnace is difficult to form a selective emitter doping region. The case of using a selective emitter laser doping is required an expensive laser equipment and induce the wafer's structure damage due to high temperature. This study, we fabricated a new costly plasma source. Through this, we research the selective emitter doping. We fabricated that the atmospheric pressure plasma jet injected Ar gas is inputted a low frequency (a few tens kHz). We used shallow doping wafers existing PSG (Phosphorus Silicate Glass) on the shallow doping CZ P-type wafer. Atmospheric plasma treatment time was 15 s and 30 s, and current for making the plasma is 40 mA and 70 mA. We investigated a doping profile by using SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy) and we grasp the sheet resistance of electrical character by using doping profile. As result of experiment, prolonged doping process time and highly plasma current occur a deeper doping depth, moreover improve sheet resistance. We grasped the wafer's surface damage after atmospheric pressure plasma doping by using SEM (Scanning Electron Microscopy). We check that wafer's surface is not changed after plasma doping and atmospheric pressure doping width is broaden by increase of plasma treatment time and current.

구성주의 기반의 현장학습 지원 시스템의 설계 및 구현

안성훈 ( Seong Hun Ahn ),손찬희 ( Chan Hee Son ) 한국컴퓨터교육학회 2008 컴퓨터교육학회 논문지 Vol.11 No.5

시각단서의 유형과 학습용 에이전트의 사실성 수준이 인지부하요인과 학습성취에 미치는 효과

류지헌 ( Jeeheon Ryu ),손찬희 ( Chanhee Son ) 한국교육공학회 2011 교육공학연구 Vol.27 No.3

전원학교 교수학습지원시스템 활성화를 위한 교수학습모형 개발

이재호(Jaeho Lee),손찬희(Chanhee Son),안성훈(Seonghun Ahn),안경진(Kyung Jin Ahn),정광훈(Kwang Hoon Jeong) 한국콘텐츠학회 2013 한국콘텐츠학회논문지 Vol.13 No.5

전원학교 교수학습지원시스템(이하 FASTEL)에 대한 만족도 조사 결과, 학생들의 만족도가 높고 교사들도 학습에 효과적이라는 인식을 가지고 있음에도 불구하고 정작 수업에서는 FASTEL이 제대로 활용되지 않고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 교사들이 FASTEL을 수업에 잘 활용할 수 있는 여건을 만들어주기 위하여 FASTEL을 위한 교수학습모형을 개발하고 이에 대한 효과성을 검증하였다. 교수학습모형은 FASTEL 활용의 활성화를 위하여 전원학교 인프라가 갖추어진 전원학교와 FASTEL만을 사용하는 전원학교로 구분하여 유형화하고 각 유형에 적합한 교수학습모형을 개발하였다. 따라서 본 논문에서 개발한 교수학습모형은 전원학교는 물론 일반학교에서도 FASTEL 활용의 여건을 마련해 줌으로써 FASTEL의 활용성을 높여줄 것으로 기대된다. The purpose of this study was not only to develop models for teaching and learning , that can guide teachers to utilize FASTEL effectively, but also to investigate the actual effectiveness of the models developed. According to a survey on satisfaction with FASTEL in rural public schools, it is not utilized as anticipated in classroom instruction despite students high satisfaction with it and teachers positive perceptions on its effectiveness in teaching and learning. Along this line, this study categorized rural public schools into two types and proposed a model for each type to facilitate FASTEL utilization: one for schools equipped with both FASTEL and the cutting-edge technologies like interactive whiteboard, tablet, and Wi-Fi; the other for schools equipped with FASTEL only. Eventually, the models for teaching and learning developed in this study are expected to revitalize FASTEL by providing the foundation of utilizing FASTEL in general public schools as well as rural public schools.

고교 학점제의 단계적 도입을 위한 진로수요 맞춤형 교육과정 운영 방안 탐색

정광희 ( Kwang-hee Chung ),김주아 ( Ju-ah Kim ),손찬희 ( Chanhee Son ),이재덕 ( Jea-duck Lee ) 한국교육과정학회 2017 교육과정연구 Vol.35 No.4

본 연구에서는 맞춤형 교육과정 운영을 지원하기 위한 방안으로 고교 학점제의 개념을 확인하고, 선택교육과정에 대한 현장의 수요와 운영현황 분석을 기초로 일반고에 적용 가능한 학생 맞춤형(DIY형) 선택교육과정 도입방안을 제시하고자 하였다. 본 연구에서는 성취기준 기반의 학점제를 장기적 과제로 제시하며, 이수시간(단위) 기반의 학점제 관점에서 학생들의 실질적인 교육과정 선택권을 확대하는 방안을 마련하고자 하였다. 학생들이 자신의 적성, 진로에 따라 교육과정을 선택할 수 있는 방안으로 학교기반형(학교 내, 학교 간), 지역사회연계형(학교 밖 위탁교육형, 학교 밖 교육자원 활용형), 온라인 기반형 맞춤 교육과정 운영의 적극적인 활성화를 제안하였다. 또한 학생 맞춤형 교육과정 운영이 실현되기 위한 조건으로 학년제 등 학사 시스템 정비, 학생평가체제 및 평가결과 기록 방식 보완, 대입제도 개선, 교원 자격 및 배치 기준 재정비, 학습관리시스템과 학습분석 서비스 통합 환경 구축 등의 향후 발전과제들을 제안하였다. This research was intended to suggest ways of introducing a DIY-type student-directed curriculum applicable to general high schools, based on an analysis of the demands of the educational field and the implementation status of such a curriculum in the field. That is, this research aimed to come up with feasible measures of enhancing students’ right to select their own courses of study in a credit system, proposing student achievement standards based the credit system as a long-term task. The results of this research suggest personalized curriculum implementation in schools (intra-and inter-school), communities (commissioned education out of school and education utilizing educational resources out of school), and online. The research findings conclude that the implementation of a student-directed curriculum would depend on updating the school administration system, such as the current academic year system, a student assessment system and method of recording student assessment results, the university entrance system, teacher qualification and allocation criteria, and the establishment of integrated environments of learning management and analysis systems, among other factors