[논문]비정질 탄소박막의 광발열 특성 연구

오현곤; 조경아; 김상식

doi:10.7471/ikeee.2018.22.1.213

비정질 탄소박막의 광발열 특성 연구
Photothermal characteristics of amorphous carbon thin films 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.22 no.1, 2018년, pp.213 - 215

오현곤 (Dept of Electrical Engineering, Korea University) , 조경아 (Dept of Electrical Engineering, Korea University) , 김상식 (Dept of Electrical Engineering, Korea University)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 실리콘 기판 위에 DC 스퍼터링 방법을 이용하여 비정질 탄소박막을 제작하고, 흡광특성과 광발열 특성을 조사하였다. 비정질 탄소박막은 1000 nm 파장에서 97%의 흡광도를 보였으며, 백색광이 조사됨에 따라 비정질 탄소박막의 온도는 $21.1^{\circ}C$에서 $24.1^{\circ}C$로 상승하여 약 $3^{\circ}C$의 온도가 증가하였다. 또한, 백색광이 50초 동안 조사되는 동안 비정질 탄소박막에서는 기판에 비해 4배 빠른 온도상승속도로 온도가 증가하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we fabricate amorphous carbon thin films on silicon substrates by DC sputtering method and investigate the optical property and photothermal characteristics. A representative amorphous carbon thin film has a absorption value of 97% at a wavelength of 1000 nm and shows a temperature increase of $3^{\circ}C$ from $21.1^{\circ}C$ to $24.1^{\circ}C$ during white light irradiation. In addition, the amorphous carbon film has a heating rate four times higher than that of the substrate during light irradiation for 50 sec.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

PV의 후면에서 발생되는 열이 태양열발전에 효율적으로 쓰일 수 있기 위해서는 PV에서 미활용 되는 적외선 영역의 태양에너지를 활용하는 방법이 있다. 본 연구에서는 적외선 영역의 흡수가 뛰어난 비정질 탄소박막을 제작하고, 태양광과 유사한 백색광을 조사하여 비정질 탄소박막의 광발열특성을 살펴보고자 한다.

제안 방법

본 연구에서는 실리콘 기판위에 DC 스퍼터링 방법을 이용하여 비정질 탄소박막을 제작하고, 적외선 영역에서 비정질 탄소박막의 고흡광 특성을 확인하였다. 또한, 백색광을 조사하여 실리콘 기판과 비정질 탄소박막의 온도를 비교하여 비정질 탄소박막의 발열 특성을 확인하였다. 본 연구결과로 부터 비정질 탄소 박막이 태양열 발전소자의 효율 향상 물질로서 활용가능하다는 것이 증명되었다.
본 연구에서는 실리콘 기판위에 DC 스퍼터링 방법을 이용하여 비정질 탄소박막을 제작하고, 적외선 영역에서 비정질 탄소박막의 고흡광 특성을 확인하였다. 또한, 백색광을 조사하여 실리콘 기판과 비정질 탄소박막의 온도를 비교하여 비정질 탄소박막의 발열 특성을 확인하였다.

데이터처리

이러한 열영상 이미지를 통해 비정질 탄소박막과 실리콘 기판부분에 대한 평균 온도값을 추출하였다.

이론/모형

본 연구에서의 비정질 탄소박막은 실리콘 기판위에 DC 스퍼터링 방법으로 제작하였다. 비정질 탄소박막의 DC 스퍼터링 공정에서는 graphite 타켓 (99.

성능/효과

이것은 시간이 지나감에 따라 비정질 탄소박막의 발열 속도가 감소하면서 나타난 영향으로 사료된다. 백색광 조사 후 온도상승 속도는 실리콘 기판에 비해 초기에는 4배, 그 후에는 2배로 증가하여, 백색광 조사에 의해 비정질 탄소박막에서 광발열이 활발히 일어난다는 것을 알 수 있다. 한편, 백색광을 조사한 후 220초(II 구간)에서 600초(III 구간)사이의 온도상승속도는 비정질 탄소박막에서는 3.
또한, 백색광을 조사하여 실리콘 기판과 비정질 탄소박막의 온도를 비교하여 비정질 탄소박막의 발열 특성을 확인하였다. 본 연구결과로 부터 비정질 탄소 박막이 태양열 발전소자의 효율 향상 물질로서 활용가능하다는 것이 증명되었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	신재생에너지에는 어떤 것이 있는가?	최근 신재생에너지에 대한 관심이 커지면서 태양열, 태양광발전, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지 등에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다 [1]-[3]. 이 중에서도 태양열과 태양광발전은 태양으로부터 오는 복사에너지를 이용하는 발전시스템들로, 최근에는 이둘의 발전 시스템을 하나로 병합하여 발전효율을 향상시키려는 연구가 시작되었다 [4].
	태양열과 태양광발전은 무엇을 이용하는 발전시스템인가?	최근 신재생에너지에 대한 관심이 커지면서 태양열, 태양광발전, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지 등에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다 [1]-[3]. 이 중에서도 태양열과 태양광발전은 태양으로부터 오는 복사에너지를 이용하는 발전시스템들로, 최근에는 이둘의 발전 시스템을 하나로 병합하여 발전효율을 향상시키려는 연구가 시작되었다 [4]. 이 병합발전시스템은 기존의 태양광 모듈인 PV(Photo Voltaic)과 그 후면에서 발생되는 열을 열원으로 이용하는 PVT(Photo Voltaic Thermal)의 열병합발전시스템이다.
	태양열과 태양광발전을 병합한 시스템은 무엇을 이용하는가?	이 중에서도 태양열과 태양광발전은 태양으로부터 오는 복사에너지를 이용하는 발전시스템들로, 최근에는 이둘의 발전 시스템을 하나로 병합하여 발전효율을 향상시키려는 연구가 시작되었다 [4]. 이 병합발전시스템은 기존의 태양광 모듈인 PV(Photo Voltaic)과 그 후면에서 발생되는 열을 열원으로 이용하는 PVT(Photo Voltaic Thermal)의 열병합발전시스템이다.

참고문헌 (4)

K. Aitola, K. Domanski, J. P. C. Baena, K. Sveinbjornsson, M. Saliba, A. Abate, M. Gratzel, E. Kauppinen, E. M. J. Johansson, W. Tress, A. Hagfeldt, G. Boschloo, "High Temperature-Stable Perovskite Solar Cell Based on Low-Cost Carbon Nanotube Hole Contact," Adv. Mater. 29, 1606398, 2017. DOI:10.1002/adma.201606398

상세보기
M. M. Savino, R. Manzini, V. D. Selva, R. Accorsi, "A new model for environmental and economic evaluation of renewable energy systems: The case of wind turbines," Applied Energy 189, 739, 2017.DOI:10.1016/j.apenergy.2016.11.124

상세보기
K. M. Powella, K. Rashida, K. Ellingwooda, J. Tuttlea, B. D. Iversonb, "Hybrid concentrated solar thermal power systems: A review," Renewable and Sustainable Energy Reviews 80, 215, 2017.DOI:10.1016/j.rser.2017.05.067

상세보기
M. Sardarabadi, M. Hosseinzadeh, A. Kazemian, M. P. Fard, "Experimental investigation of the effects of using metal-oxides/water nanofluids on a photovoltaic thermal system (PVT) from energy and exergy viewpoints," Energy 138, 682, 2017.DOI:10.1016/j.energy.2017.07.046

상세보기

저자의 다른 논문 :

LOADING...

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증