SCOPUS
SCIE
Optimization of Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> dopant concentration of yttria stabilized zirconia thin film electrolyte prepared by plasma enhanced atomic layer deposition for high performance thin film solid oxide fuel cells
저자
Cho, Gu Young ; Lee, Yoon Ho ; Yu, Wonjong ; An, Jihwan ; Cha, Suk Won
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
436-442(7쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>In this study, the Y<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> doping concentration of yttria stabilized zirconia (YSZ) thin film electrolyte deposited by plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD) is optimized to maximize the performance of thin film solid oxide fuel cells (TF-SOFCs). The PEALD YSZ thin films are highly crystalline, and the Y<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> concentration is controlled by changing the ratio between ZrO<SUB>2</SUB> and Y<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> ALD cycles. Electrochemical performances of TF-SOFCs are strongly dependent on the Y<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> doping concentration in electrolytes. The cell with 10.7 mol% doped YSZ achieves the best performance (180 mW/cm<SUP>2</SUP>) at 450 °C due to decreased polarization loss because of its higher density of oxygen vacancies. These results demonstrate the effectiveness of PEALD process to deposit crystalline YSZ thin film electrolytes with optimal doping for high performance TF-SOFCs.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> YSZ thin film electrolytes by PEALD with various Y<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> doping ratio are fabricated. </LI> <LI> Physical, chemical, and electrochemical properties of YSZ films are characterized. </LI> <LI> The TF-SOFC with 10.7 mol% Y<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> doped YSZ shows 180 mW/cm<SUP>2</SUP> at 450 °C. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>Optimization of Y<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> dopant concentration of PEALD YSZ thin film electrolyte for the nano-porous template supported high performance TF-SOFCs</P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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