• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.97.1-97.1
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• 2010

유연금속기판위에 DC 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 Ag/ZnO 이중구조의 후면반사막을 증착하고 Ag 표면조도 변화에 따른 후면반사막의 반사특성 변화와 플렉서블 비정질 실리콘 박막 태양전지의 셀 특성에 미치는 영향을 조사하였다. Substrate구조를 갖는 플렉서블 실리콘 박막 태양전지에서는 실리콘 박막 광흡수층의 상대적으로 낮은 광 흡수율로 인하여 입사광에 대한 태양전지 내에서의 광 산란 및 포획이 태양전지 효율을 증대시키는데 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 플렉서블 실리콘 박막 태양전지에서의 후면반사막은 광 흡수층에서 흡수되지 않는 입사광을 다시 반사시켜 광 흡수를 증대시키며 이때 후면반사막 표면에서 반사 빛을 효율적으로 산란시켜 이동경로를 증대시킴으로써 광 흡수율을 더욱 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 유연금속 기판위에 Ag와 ZnO:Al($Al_2O_3$ 2.5wt%) 타겟을 사용한 DC 마그네트론 스퍼터링법으로 Ag/AZO 이중구조의 후면반사막을 제조하고, Ag 박막의 표면형상 변화와 이에 따른 후면반사막의 반사도 변화를 비교, 분석하였다. 증착 조건 변화에 따른 표면 형상 및 반사 특성은 Atomic Force Mircroscope(AFM), Scanning electron miroscopy(SEM), UV-visible-nIR spectrometry를 통하여 분석하였다. 서로 다른 표면 거칠기를 갖는 후면반사막 위에 n-i-p구조의 a-Si:H 실리콘 박막 태양전지를 제조한 후 태양전지 동작 특성에 미치는 영향을 조사하였다. n,p층은 13.56MHz PECVD, i층은 60MHz VHF CVD를 사용하여 각각 제조 하였으며, Photo I-V, External Quantum Efficiency(EQE) 분석을 통하여 태양전지 특성을 조사 하였다. SEM 분석결과 공정 온도가 증가 할수록 Ag 박막의 표면 결정립 크기도 증가하였으며, AFM분석을 통한 Root-mean-square(Rms)값은 상온에서 $500^{\circ}C$로 증착온도가 증가함에 따라 6.62nm에서 46.64nm까지 증가하였다. Ag 박막의 표면 거칠기 증가에 따라 후면반 사막의 확산 반사도도 함께 증가하였다. 공정온도 $500^{\circ}C$에서 증착된 후면반사막을 사용하여 a-Si:H 태양전지를 제조하였을 때 상온에서 제조한 후면반사막에 비하여 단락전류밀도 (Jsc)값은 9.94mA/$cm^2$에서 13.36mA/$cm^2$로 증가하였으며, 7.6%의 가장 높은 태양전지 효율을 나타내었다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.32 no.2
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• pp.94-97
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• 2022

We fabricated 3 types of ETL, mp TiO₂, ZnO, and ZnO coated on mp TiO₂(ZMT) to compare the photoelectric conversion efficiency (PCE) and fill factor (FF) of Perovskite solar cells. The structure of the cells was FTO/ETL/Perovskite (CH₃NH₃PbI₃)/spiro-MeOTAD/Ag. SEM morphology assessment of the ETLs showed that mp TiO₂ was porous, ZnO was flat, and the ZMT porous surface was filled with a thin layer. Via XRD measurements, the crystal structures of mp TiO₂ and ZnO ETL were found to be anatase and wurtzite, respectively. The XPS patterns showing energy bonding of mp TiO₂, ZnO, and ZMT O 1s confirmed these materials to be metal oxides such as ETL. The electrical characteristics of the Perovskite solar cells were measured using a solar simulator. Perovskite solar cells with ZMT ETL showed showed PCE of 10.29 % than that of conventional mp TiO₂ ETL devices. This was considered a result of preventing Perovskite from seeping into the ETL and preventing recombination of electrons and holes.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.58.1-58.1
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• 2010

Stainless Steel의 유연한 기판을 사용하여 ZnO:Al/Ag의 후면전극에서 Ag 증착 실험조건 변화를 통해서 light trapping을 개선한 n-i-p 구조의 플렉서블 미세결정질 실리콘 박막 태양전지를 제작하였다. 실험 방법으로 마그네트론 스퍼터를 사용하여 Stainless Steel 기판 위에 ZnO:Al/Ag를 증착하여 후면전극으로 사용되는 back reflector를 제작하였으며 그 위에 미세결정질 실리콘 박막을 증착하였다. Back reflector에서 Ag 박막의 증착 온도가 증가할수록 표면결정 성장으로 roughness가 증가하여 반사도를 증가하였다. 또한, Ag 박막 증착 두께와 압력 변화에 따른 광학적 특성변화를 Atomic Force Microscope(AFM), Scanning Electron Microscopy(SEM),UV-visible-nIR spectrometry로 조사하여 최적의 조건을 찾았으며 개선된 back reflector의 특성이 n-i-p 구조의 플렉서블 미세결정질 실리콘 박막 태양전지에 적용하여 light trapping의 증가가 태양전지에서 광학적인 특성 변화 및 효율 향상에 영향을 주는지 Photo IV와 EQE(External Quantum Efficiency)를 통하여 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.10a
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• pp.152-152
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• 2009

유기태양전지 Solvent인 1-2-Dichlorobenzene(DCB)에 1-Bromonaphtalene(BN)을 첨가하여 Air분위기에서 ZnO film을 이용한 유/무기 복합 태양전지를 만들었다. 셀의 구조는 ITO/ZnO nanofilm/Poly(3-hexylthiophene(P3HT):[6,6]-Phenyl C60-Butyric acid methyl ester(PCBM)/PEDOT:PSS/Ag로 제작했다. 두께 70nm ZnO film은 전기화학적 방법으로 ITO위에 전착하였다. AM1.5조건에서 Solar simulator로 측정한 결과 BN을 첨가한 셀에서 Jsc값이 증가되었다. Jsc값의 증가는 BN이 결정화를 향상시켜 효율이 증가됨을 확인하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.21 no.2
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• pp.120-124
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• 2011

Silicon heterojunction solar cells have been studied by many research groups. In this work, silicon heterojunction solar cells having a simple structure of Ag/ZnO:Al/n type a-Si:H/p type c-Si/Al were fabricated. Samples were fabricated to investigate the effect of transparent conductive oxide growth conditions on the interface between ZnO:Al layer and a-Si:H layer. One sample was deposited by ZnO:Al at low working pressure. The other sample was deposited by ZnO:Al at alternating high working pressure and low working pressure. Electrical properties and chemical properties were investigated by light I-V characteristics and AES method, respectively. The light I-V characteristics showed better efficiency on sample deposited by ZnO:Al by alternating high working pressure and low working pressure. Atomic concentrations and relative oxidation states of Si, O, and Zn were analyzed by AES method. For poor efficiency samples, Si was diffused into ZnO:Al layer and O was diffused at the interface of ZnO:Al and Si. Differentiated O KLL spectra, Zn LMM spectra, and Si KLL spectra were used for interface reaction and oxidation state. According to AES spectra, sample deposited by high working pressure was effective at reducing the interface reaction and the Si diffusion. Consequently, the efficiency was improved by suppressing the SiOx formation at the interface.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.30 no.2
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• pp.115-118
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• 2017

Highly photosensitive and wide bandgap amorphous silicon oxide (a-$SiO_x$:H) films were developed at low temperature ranges ($100{\sim}150^{\circ}C$) with employing plasma-enhanced chemical vapor deposition by optimizing $H_2/SiH_4$ gas ratio and $CO_2$ flow. Photosensitivity more than $10^5$ and wide bandgap (1.81~1.85 eV) properties were used for making the a-$SiO_x$:H thin film solar cells, which exhibited a high open circuit voltage of 0.987 V at the substrate temperature of $100^{\circ}C$. In addition, a power conversion efficiency of 6.87% for the cell could be improved up to 7.77% by employing a new n-type nc-$SiO_x$:H/ZnO:Al/Ag triple back-reflector that offers better short circuit currents in the thin film photovoltaic devices.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.347.2-347.2
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• 2016

Recently, in order to improve the performance of the colloidal quantum dot solar cells (CQDSCs), various efforts such as the modification of the cell architecture and surface treatment for quantum dot (QD) passivation have been made. Especially, the incorporation of halides into the QD matrix was reported to improve the performances significantly via passivating QD trap states that lower the life-time of the minority-carrier. In this work, we fabricated a lead sulfide (PbS) QD bilayer treated with different ligands and utilized it as a photoactive layer of the CQDSCs. The bottom and top PbS layer was treated using metal iodide ($MI_x$ and butanedithiol (BuDT), respectively. All the depositions and ligand treatments were carried out in air using layer-by-layer spin-coating process. The fabrication of the active layers as well as the n-type zinc oxide (ZnO) layer was successfully carried out on the bendable indium-tin-oxide (ITO)-coated polyethylene terephthalate (PET) substrate, which implies that this technique can be applied to the fabrication of flexible and/or wearable solar cells. The power conversion efficiency (PCE) of the CQDSCs with the architecture of $PET/ITO/ZnO/PbS-MI_x/PbS-BuDT/MoO_x/Ag$ reached 4.2 %, which is significantly larger than that of the cells with single QD (PbS-BuDT) layer.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.454-455
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• 2008

태양전지의 효율은 실리콘 자체의 특성에 의해서 결정 되거나 완성된 실리콘을 통해 태양전지를 제조하는 과정에서 웨이퍼의 두께와 도핑 농도의 조절을 통해 효율을 변화 시킬 수 있다. 높은 효율을 갖는 태양전지 설계를 위해 태양전지 시뮬레이터인 AFOS HET 프로그램을 이용하여 태양전지 웨이퍼 두께와 acceptor의 도핑 농도를 조절하였다. 최적화 결과 80nm ZnO, $300{\mu}m$ c-Si(p), 1nm a-Si(i), 1nm a-Si(n), $1{\mu}m$ Ag, acceptor의 도핑 농도 $7\times10^{16}cm^{-3}$ 에서 $V_{oc}$=697.7mV, $J_{sc}$=42.15mA/$cm^2$, $P_{max}$=0.0247W/$cm^2$, FF=83.51%, Eff=24.56%의 고효율을 얻을 수 있다. 본 연구를 통하여 태양전지 설계나 제조 시에 연구비를 절감할 수 있고 높은 효율의 태양전지로 접근할 수 있다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.33 no.1
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• pp.50-57
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• 2022

Ti-In-Zn-O (TIZO)/Ag/TIZO multilayer transparent electrodes were prepared on glass substrates at room temperature using RF/DC magnetron sputtering. Obtained multilayer structure comprising TIZO/Ag/TIZO (10 nm/10 nm/40 nm) with the total thickness of 60 nm showed a transmittance of 86.5% at 650 nm and a sheet resistance of 8.1 Ω/□. The multilayer films were expected to be applicable for use in energy-saving smart window based on polymer-dispersed liquid crystal (PDLC) because of their transmittance properties to effectively block infrared rays (heat rays). We investigated the effects of the content ratio of prepolymer, the thickness of the PDLC coating layer, and the ultraviolet (UV) light intensity on electro-optical properties, and the surface morphology of polyester acrylate-based PDLC systems using new TIZO/Ag/TIZO transparent conducting electrodes. A PDLC cell with a thickness of 15 ㎛ PDLC layer photocured at an UV intensity of 1.5 mW/cm² exhibited good driving voltage, favorable on-state transmittance, and excellent off-haze. The LC droplets formed on the surface of the polymer matrix of the PDLC composite had a size range of 1 to 3 ㎛ capable of efficiently scattering incident light. Also, the PDLC-based smart window manufactured using TIZO/Ag/TIZO multi-layered transparent electrodes in this study exhibited a light brown, which will have an advantage in terms of aesthetics.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.387-387
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• 2011

ITO (Indium-Tin Oxide)는 전기전도도, 가시광선투과도가 높으며, 패터닝하기 쉬운 장점을 가지나 Indium의 자원 고갈에 의한 재료비 상승의 문제점을 가지고 있어, 이를 대체하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 ITO 대신 AZO (ZnO:Al)를 기판온도에 따라 마그네트론 DC 스퍼터를 이용하여 소다라임 글래스에 증착하여 투명전극의 전기, 광학적 특성을 분석하였다. 조건에 따라 증착된 AZO 투명전극위에 유기 태양전지 흡수층으로 Poly (3-hexylthiophene) (P3HT)와 (phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM)를 사용하였으며, Glass/AZO/P3HT:PCBM/PEDOT:PSS/Ag의 구조를 갖는 Inverted 유기 태양전지를 제작하여 ITO 투명전극에 제작된 유기태양전지와의 특성을 비교, 분석 하였다.