본 연구에서는 유리 기판 위에 BZO박막을 제작한 후, 열처리 온도가 박막의 전기적 및 광학적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. XRD 분석 결과, 열처리 온도에 무관하게 모든 박막이 c-축 배향성을 나타내었다. 열처리 온도가 400에서 600℃ 로 증가함에 따라 반가폭(FWHM)은 1.65에서 1.07° 로 감소하였다. 가시광 영역(400-800nm)에서의 평균 투과도는 열처리 온도에 큰 영향 없이 85% 이상의 높은 값을 나타내었다. Hall 측정결과, 열처리 온도에 따라 캐리어 농도와 이동도는 증가하였고 비저항은 감소하였다. 600℃ 에서 열처리한 BZO박막의 비저항과 캐리어 농도는 각각 9.75 × 10-2 Ω·cm 과 4.21×1019 cm-3 로 가장 우수한 값을 나타내었다. 향후 BZO박막의 공정 조건과 열처리 조건을 최적화시킨다면, 차세대 광전자 소자에 응용될 수 있는 매우 유망한 재료로 주목받을 것으로 기대된다.
MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) 장비를 사용하여 BZO (boron doped zinc oxide, ZnO:B) 박막을 증착하고 수소 플라즈마 처리공정을 진행하였다. 본 연구는 수소 플라즈마 처리된 BZO 박막에 산소 플라즈마 재처리를 진행하여 BZO 박막의 특성 변화를 분석하였다. 그 결과 BZO 박막 성장은 (100), (101), (110)을 확인하였고, 산소 플라즈마 재처리에 의하여 일함수와 표면 저항이 증가하였다. 수소 플라즈마 처리만을 진행한 BZO 박막과 산소 플라즈마 재처리 공정을 진행한 BZO 박막의 300~1,100 nm에서 가중치 투과율은 86%로 변화하지 않았으며, 가중치 산란도는 12%에서 15%로 증가하였다.
ZnO TCO 박막은 후반사막과 전면전극의 물질으로써, 태양전지의 효율을 증가시킬수 있는 중요한 역할을 하고 있다. 특히 Boron 을 도핑한 BZO 박막은 가시광대 영역에서 높은 투명도를 보여준다. Soda Lime glass 위에 MOCVD를 이용하여 증착한 BZO 박막에 대해서, 플라즈마 처리에 의한 광학적 변화를 알아 보았다. 산소 또는 수소 분위기에서 플라즈마 처리를 하였고, 그에 따른 공정 조건 중 RF 전력, 압력, 시간을 제어했다. 이에 따라 ZnO 박막의 광학적 특성의 분석을 통해서 플라즈마 처리에 따른 흡수도와 밴드갭의 변화를 볼 수 있었다.
태양전지용 TCO(Transfer Conductivity Oxide)는 가시광선 영역에서 높은 광 투과도(optical transmittance), 낮은 저항(resistivity), 우수한 박막 표면 거칠기(roughness) 등의 특성이 요구된다. 현재 가장 많이 사용되는 투명전극은 ITO(Indium Tin Oxide)가 보편적이다. 하지만 ITO에 사용되는 원료 재료인 In이 상대적으로 열적 안정성이 낮아 제조과정에서 필수적으로 수반되는 열처리가 제한적이며, 높은 원료 단가로 인하여 경제적인 측면에서 약점으로 지적되고 있다. 이러한 ITO 투명전극의 대체 재료로서 최근 ZnO 박막의 연구가 활발히 이루어지고 있다. MOCVD(Metal-Organic chemical vapor deposition)로 Soda lime glass 기판위에 약 900nm의 두께로 증착한 BZO(Boron-zinc-oxide)박막을 수소 플라즈마 처리공정을 한 뒤 산소 플라즈마를 이용하여 재처리 하였다. 산소 플라즈마 처리 공정은 RIE(Reactive Ion Etching)방식의 플라즈마 처리 장치를 사용하였고 공정 조건은 13.56 MHz의 RF주파수를 사용하여 RF 전력, 압력, 기판 온도 등을 변화시켜 BZO 박막의 전기적 특성을 측정 및 분석하였다.
We have fabricated pure YBCO films and $BaZrO_3$ doped ones on $CeO_2$ buffered YSZ single crystal substrates using rf-sputtering method. In this work, pure YBCO and 2 vol% BZO doped YBCO target were used to investigate the flux pinning properties of BZO doped YBCO films compared to undoped ones. BZO nanodots within the superconducting materials was known to comprise the self-assembled columnar defects along the c-axis from the bottom of YBCO films up to the top surface, thus can be a very strong pinning sites in the applied magnetic field parallel to them. We will discuss the possibility of growing self-assembled columnar defects in the rf-sputtering method. It is speculated that BZO and YBCO phases can separate and BZO form nanodots surrounded by YBCO epitaxial layers and continuous phase separation and ordering between these two materials, which was well studied in Pulsed Laser Deposition method. For this purpose, some severe experimental conditions such as on-axis sputtering, shorter target-substrate distance, high rf-power, etc was adopted and their results will be presented.
[ $BaZrO_3$ ], nanopowder was added to YBCO powder to make ($BazrO_3)_x(YBCO)_{(100-x)mol.-%}$ ($BZO_x$-YBCO) ($0{\leq}x{\leq}10$) composite targets fur pulsed laser deposition of superconducting layer in order to investigate the effect of the addition of BZO nanopowder in the YBCO target on the flux pinning properties of $BZO_x$-YBCO thin films. All the $BZO_x$-YBCO thin films were grown on single crystal STO substrate under similar conditions in the PLD chamber. The effect of YBCO targets doped with BZO on the flux pinning properties of $BZO_x$-YBCO thin films has been investigated comparatively. The isothermal magnetizations M(H) of the films were measured at temperatures between 5 and 80 K in fields up to 5 T, employing a PPMS. The optimal amount of BZO nanopowders in $BZO_x$-YBCO thin films to obtain the strongest flux pinning effects at high magnetic fields is about 6 mol.-%.
There are two major approaches to obtain texture template for HTS coated conductor (CC) ---IBAD and RABiTS. CC's with IBAD template showed both longer and higher Ic results so far. IBAD for CC began with YSZ, the processing of which is very slow compared to other processings needed for the fabrication of CC. Because of this very slow processing speed, IBAD with other materials such as Gd$_2$Zr$_2$O$_{7}$(GZO) and MgO have been developed. The processings of IBAD-GZO and IBAD-MgO are known to be up to 3times and 100 times. respectively, as fast as the processing of IBAD-YSZ. IBAD-MgO is very attractive in that the processing is very fast. IBAD-MgO also needs additional buffer layer(s). Many materials are being investigated to be used as a buffer layer on top of the MgO. BaZrO$_3$ (BZO) is a good candidate as the buffer layer on top of the IBAD-MgO because it is chemically stable and does not react with YBCO at high temperatures. It also has good lattice match with MgO. The BZO film has been deposited on single crystal MgO, and YBCO film was deposited on BZO/MgO to investigate the possibility of using BZO as both the buffer and capping layer of the CC.C.
In this paper, the effect of MoSe2 on the contact resistance (RC) of the transparent conducting oxide (TCO) and Mo junction in the scribed P2 region of the Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) solar module was analyzed. The CIGS/Mo junction becomes ohmic-contact by MoSe2, so the formation of the MoSe2 layer is essential. However, the CIGS solar module has a TCO/MoSe2/Mo junction in the P2 region due to structural differences from the cell. The contact resistance (RC) of the P2 region was calculated using the transmission line method, and MoSe2 was confirmed to increase RC of the TCO/Mo junction. B doped ZnO (BZO) was used as TCO, and when BZO/MoSe2 junction was formed, conduction band offset (CBO) of 0.6 eV was generated due to the difference in their electron affinities. It is expected that this CBO acts as a carrier transport barrier that disturbs the flow of current, resulting in increased RC. In order to reduce the RC caused by CBO, MoSe2 must be made thin in a CIGS solar module.
Zinc oxide is a direct band gap wurtzite-type semiconductor with band gap energy of 3.37eV at room temperature. the n-type doped ZnO oxides, B doped ZnO (BZO) is widely studied in TCOs materials as it shows good electrical, optical, and luminescent properties. we focused on the fabrication of B doped ZnO films with glass substrate using the LSMCD at low temperature. And Novel boron-doped ZnO thin films were deposited and characterized from the structural, optical, electrical point of view. The structure, morphology, and optical properties of the films were studied as a function of by employing the XRD, SEM, Hall system and micro Raman system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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