• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.99.1-99.1
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• 2012

The thin-film photovoltaic absorbers (CdTe and $Cu(In,Ga)Se_2$) can achieve solar conversion efficiencies of up to 20% and are now commercially available, but the presence of toxic (Cd,Se) and expensive elemental components (In, Te) is a real issue as the demand for photovoltaics rapidly increases. To overcome these limitations, there has been substantial interest in developing viable alternative materials, such as $Cu_2ZnSnS_4$ (CZTS) is an emerging solar absorber that is structurally similar to CIGS, but contains only earth abundant, non-toxic elements and has a near optimal direct band gap energy of 1.4 - 1.6 eV and a large absorption coefficient of ~104 $cm^{-1}$. The CZTS absorber layers are grown and investigated by various fabrication methods, such as thermal evaporation, e-beam evaporation with a post sulfurization, sputtering, non-vacuum sol-gel, pulsed laser, spray-pyrolysis method and electrodeposition technique. In the present work, we report an alternative aqueous chemical approach based on chemical bath deposition (CBD) method for large area deposition of CZTS thin films. Samples produced by our method were analyzed by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, transmission electron microscopy, absorbance and photoluminescence. The results show that this inexpensive and relatively benign process produces thin films of CZTS exhibiting uniform composition, kesterite crystal structure, and some factors like triethanolamine, ammonia, temperature which strongly affect on the morphology of CZTS film.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.684-685
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• 2013

p-형 반도체인 Cu(In,Ga)$Se_2$ (CIGS) 광 흡수 층은 이보다 에너지 밴드 간격이 큰 n-형 반도체와 이종 접합을 형성한다. 흡수층과 윈도우층 사이의 결정구조 차이와 밴드갭 에너지 차이를 완화시키기 위해 버퍼층이 필요하다. 버퍼층을 형성하는 물질로 화학적 용액 성장법(Chemical Bath deposition)을 사용한 CdS가 많이 적용되어 왔으나 Cd의 유해성 및 습식 공정으로 인한 연속공정에 대한 어려움이 있다. 따라서 버퍼층을 Cd을 포함하지 않는 ZnS, $In_2S_3$, (Zn, Mg)O 등과 같은 물질로 대체하여 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition), 펄스레이져증착법(Pulsed Laser Deposition), 스퍼터링(sputtering) 등과 같은 건식으로 성장시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 $ZnO_{1-x}S_x$ ($0.2{\leq}x{\leq}0.4$)를 반응성 스퍼터링으로 증착하여 큰 밴드갭 에너지와 높은 광투과율를 갖는 버퍼층을 제작하였다. CIGS 박막의 손상을 줄여주기 위하여 RF 파워는 240, 200, 150, 100 W로 변화시켰다. CIGS 태양전지의 I-V 측정 결과, RF 파워가 150 W일 때 10.7%의 가장 높은 변환 효율을 보였고, 150 W 이상에서는 파워가 증가할 때 단락전류는 감소하였으며 개방전압은 다소 증가하였다. 반면 100 W에서 단락전류는 다소 증가하는 것에 반해 개방 전압이 급격히 낮아졌다. 이것은 파워에 따라 결합되는 산소의 양이 다르기 때문으로 생각된다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.25 no.6
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• pp.577-580
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• 2014

Indium hydroxy sulfide ($In(OH)_xS_y$) as a cadmium (Cd)-free buffer layer for $CuInGaSe_2$ (CIGS) solar cells was prepared by the chemical bath deposition (CBD) and the reaction time was optimized. The band gap energy and transmittance data alongside the thickness results from the direct observation with focused ion beam system (FIB) could be a powerful tool for optimizing the conditions. In addition, X-ray diffractometer (XRD), X-ray photoelectron microscopy (XPS), and scanning electron microscope (SEM) were also employed for the layer characterization. The results indicated that the optimum reaction time for $In(OH)_xS_y$ buffer layer deposition by CBD was 20 min at $70^{\circ}C$ under the conditions employed. At the optimum conditions, the buffer layer thickness was near 57 nm and the band gap energy was 2.7 eV. In addition, it was found that there was no XPS peak shift in between the buffer layers deposited on molybdenum (Mo)/glass and that on CIGS layer.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.24 no.4
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• pp.282-287
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• 2013

Hydrogen production from water using solar energy is attractive way to obtain clean energy resource. Among the various solar-to-hydrogen production techniques, a combination of a photovoltaic and an electrolytic cell is one of the most promising techniques in term of stability and efficiency. In this study, we show successful fabrication of precursor solution processed CIGS thin film solar cells which can generate high voltage. In addition, CIGS thin film solar cell modules producing over 2V of open circuit voltage were fabricated by connecting three single cells in series, which are applicable to water electrolysis. The operating current and voltage during water electrolysis was measured to be 4.23mA and 1.59V, respectively, and solar to hydrogen efficiency was estimated to be 3.9%.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.33 no.3
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• pp.163-168
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• 2020

We studied the change of photovoltaic properties of a flexible CuIn_xGa(_1-x)Se₂ (CIGS) solar cell fabricated on polyimide by mechanical bending with curvature radii of 75 mm (75R) and 20 mm (20R). The flexible CIGS cells were flattened on a PET film, then placed and forced against the surface of a curved block fabricated with pre-designed curvatures. Both up (compressive) and down (tensile) bending were applied to a specimen of CIGS on PET with curvatures of 75R and 20R for 10,000 times and 2,000 times, respectively. From J-V measurements, we found that the conversion efficiency (Eff.) was reduced by 3% and 4% for up-and down-bending, respectively, at curvature 75R; it was greatly reduced by 15% for curvature 20R in the up-bending. However, the open circuit voltage (V_oc) and short-circuit current density (J_sc) seemed to change little, within 3%, for the applied mechanical stresses. The degradation in Eff. resulted from the deterioration of the series (R_s) and shunt (R_sh) resistances of the solar cell.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.22 no.6
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• pp.632-639
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• 1990

The biological activities of twelve different kinds of enzymatic browning reaction products(EBRP), which resulted from the reactants four kinds of polyphenols with polyphenol oxidase extracted from Ligularia fischeri, pimpinella brachycarpa and Aster scaber of edible mountain herbs. All of twelve samples did not show any mutagenic effect in the spore rec-assay, Ames mutagenicity test and DNA breaking test. However metal ions such as $Cu^{2+},\;Fe^{2+}$, and $Ni^{2+}$ were increased the DNA breakage in rec-assay. The EBRPs inhibited the mutagenicities induced by $benzo({\alpha})pyrene (B({\alpha})P)$, 3-amino-1,4-dimethyl-5H-pyrido-[4,3-b]indole(Trp-P-1) and 2-aminofluorene(2-AF) in Salmonella/microsome assay system with S-9 mix. In effects of EBRPs on the DNA repair system, the activity of EcoRI was highly inhibited and that of $T_{4}$ DNA ligase was inactivated by addition of EBRPs. The results of transformation ratio of plasmid pGA658 into E. coli HB 101 was significantly decreased by the reaction products of S. brachycarpa polyphenoloxidase (PPO). When UV light was exposed to the mixture of DNA and EBRP before the thanformation, the reaction products from L. fischeri PPO with pyrogallol, catechol and hydroxyhydroquinone stimulated transformation ratio.

• The Korean Journal of Nuclear Medicine
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• v.39 no.4
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• pp.215-223
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• 2005

Current interest in the regioselective N-functionalization of tetraazacycloalkanes (cyclen and cyclam) stems mainly from their complexes with radioactive metals for applications in diagnostic ($^{64}Cu,\;^{111}In,\;^{67}Ga$) and therapeutic ($^{90}Y$) medicine, and with paramagnetic ions for magnetic resonance imaging ($Gd^{+3}$). Selective methods for the N-substitution of cyclen and cyclam is a crucial step in most syntheses of cyclen and cyclam-based radiometal complexes and bifunctional chelating agents. In addition, mixing different pendent groups to give hetero-substituted cyclen derivatives would be advantageous in many applications for fine-tuning the compound's physical properties. So far, numerous approaches for the regioselective N-substitution of tetraazacycloalkanes and more specifically cyclen and cyclam are reported. Unfortunately, none of them are general and every strategy has its own strong points and drawbacks. Herein, we categorize numerous regioselective N-alkylation methods into three strategies, such as 1) direct substitution of the macrocycle, 2) introductiou of the functional groups prior to cyclization, and 3) protection/iunclionallrationideproteclion. Our discussion is also split into the methods of mono- and tri-functionalization and di-functionalizataion based on number of substituents. At the end, we describe new trials for the new macrocycles which iorm more stable metal complexes with various radiometals, and briefly mention the commercially available tetraazacycloalkanes which are used for the biconjugation of biomolecules.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.225-225
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• 2010

박막 방식의 CIGS 태양전지는 공정이 복잡하고 대면적화가 어렵다는 단점을 가지고 있다. 이를 개선하기 위하여 후막 방식을 이용한 CIGS 태양전지에 대한 연구의 필요성이 대두되어지고 있다. 스크린 프린팅과 같은 후막공정은 나노 CIGS powder가 필요하다. CIGS 합성 방법 중에 solvothermal 방식이 다른 방식에 비해 균일한 크기의 구형의 나노입자를 대량생산이 쉽기 때문에 많이 연구되어지고 있다. 선행 연구 결과들은 CIS, CIGS 및 CGS는 solvothermal 법으로 합성 시 3개의 상이 모두 합성되며, 합성조건에 따라 상의 조성의 조절이 되지 않는다. 따라서 현재까지 solvothermal 법으로는 단일상의 CIGS 상의 합성이 보고되지 않고 있다. 본 연구에서는, solvothermal 방식을 이용하여 후막공정을 위한 CIGS powder를 합성하였다. 원료, 용매 및 합성 온도 등의 변화에 따른 상의 변화를 측정하였고, 원료의 농도에 따른 powder의 크기 및 형상을 제어 하였다. 또한 CIGS powder를 이용하여 페이스트을 제조한 후, 이 페이스트를 가지고 태양전지를 위한 치밀한 후막을 제조할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.593-593
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• 2012

CIGS 박막 태양전지는 일반적으로 soda-lime glass(SLG)를 기판으로 사용하여 SLG/Mo/CIGS/CdS/ZnO/ITO/Grid의 구조로 제작된다. 하지만 SLG를 기판으로 사용할 경우, 유리의 특성상 무게가 무겁고, 유연성이 없기 때문에 건축물 적용에 적합하지 않다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 가볍고 유연한 금속 및 폴리이미드 기판을 이용한 CIGS 태양전지가 널리 연구되고 있다. 그러나, 폴리이미드 기판의 경우, 특성이 우수한 CIGS 박막을 얻기 위한 고온 공정을 사용할 수 없기 때문에 이에 대한 고려가 필요하다. 본 논문에서는 CIGS 박막 태양전지 제작을 위한 폴리이미드 기판의 특성과 그 위에 형성한 후면 전극의 특성을 논의하고자 한다. 4종류의 폴리이미드 기판에 대한 열 특성을 시차주사열량계(differential scanning calorimeter)와 열중량분석기(thermogravimetric analysis), 열기계분석기(thermo mechanical anaylsis)를 이용해 분석하였다. 또한 Mo 후면 전극을 DC-sputter를 이용해 형성한 후, XRD와 AFM, 4-point probe를 이용하여 결정성 및 표면 거칠기, 면저항을 분석하였다. 결정성과 거칠기는 SLG에 증착했을 때와 동일한 결과를 보였으며, 면저항은 폴리이미드 필름에 증착 할 경우 더 크게 측정되었다. 본 연구는 중소기업청 산연기술개발사업(SL122689) 및 과학기술연합대학원대학교(UST)의 지원을 받아 수행된 "공동연구 지원사업"의 연구결과입니다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.368-368
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• 2011

최근에 보고된 양질의 고효율Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 태양전지는 CIGS광흡수층이 강한 (220:204) 우선배향성을 갖는 것으로 알려져 있다 [1]. 이러한 CIGS우선배향성은 Se 증착압력, Na농도, 기판온도 및 Mo후면전극의 표면상태에 영향을 받는 것으로 알려져 있지만 정확한 상호관계는 아직 명확히 알려져 있지 않으며, 특히 Mo후면전극의 영향에 대해서는 체계적인 연구결과조차 극히 드문 상황이다 [2]. 본 연구에서는 CIGS 박막의 우선배향성에 대해 Mo후면전극의 미세구조가 미치는 영향 및 이에 따른 cell특성의 변화에 대해서 연구하였다. Mo후면전극의 미세구조는 2 mTorr~16 mTorr까지 증착압력을 변화시켜 제어되었고, CIGS광흡수층은 이렇게 준비된 Mo후면전극상에 3단계 동시증밥법(3-stage process)을 사용하여 형성하였다. XRD를 통한 박막의 우선배향성 평가에서, Mo 증착압력에 대한 IGS I(300)/I(006) 및 CIGS I(220:204)/I(112)의 거동은 Mo 미세구조와 밀접한 관련이 있는 잔류응력(residual stress)의 변화 거동과 상당히 일치함을 보였다. 이에 반해, 높은 압력의 Mo위에 형성된 강한 (220:204) 우선배향성의 CIGS와 bare-glass위에서 형성된 강한 (112) 우선배향성의 CIGS내 Na농도는 서로 유사하였다. 상기의 결과는 Mo미세구조 그 자체가 CIGS 박막 우선배향성의 원인이 됨을 나타낸다. Selenized Mo시편의 XRD분석 및 IGS/Mo 시편의 TEM분석결과을 통해 MoSe2의 반응성이 잔류응력과 비례하는 Mo in-gain 밀도에 의존하는 함을 알 수 있었고, 이러한 MoSe2반응성(reactivity)과 IGS우선배향성 사이에 상당히 밀접한 관련이 있으며 이에 CIGS의 우선배향성이 결정됨을 확인하였다. 마지막으로, Mo변수에 의해 제작된 cell의 특성분석으로부터 cell의 효율이 주로 VOC의 증가에 기인하여 CIGS (220:204) 우선배향성의 정도에 비례하였다.