• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.257.1-257.1
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• 2015

Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막 태양 전지에서 buffer layer는 CIGS 흡수층과 TCO 사이의 밴드갭 차이에 대한 문제점과 lattice mismatch를 해결하기 위해 필수적이다. 흔히 buffer layer 물질로는 CdS가 가장 많이 사용되고 있으나 Cd의 독성에 관한 문제가 야기되고 있다. 따라서 ZnS(O, OH) buffer layer가 친환경 물질로 기존의 CdS 버퍼 층의 대체 물질로 각광 받고 있으며, 단파장 범위에서 높은 투과율로 인해 wide band gap의 Chalcopyrite 태양 전지에 응용되는 buffer layer로 많은 연구가 이루어지고 있다. 또한 buffer layer를 최적화 하여 carrier lifetime과 양자 효율이 증가시킬 수 있는 특성을 가지고 있다. 이 연구에서는 Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막에 화학습식공정 (CBD) 방법을 이용하여 최적화된 ZnS(O, OH)의 증착 조건을 찾고, 고품질의 buffer layer를 제조하기 위한 실험에 초점을 맞췄다. 또한, buffer layer의 막질을 개선하고 균일한 막을 제조하기 위해 processing parameters인 시약의 농도, 제조 시간 및 온도 등의 다양한 변화를 통해 실험을 진행하였다. 그 후 최적화된 ZnS(O, OH) buffer layer의 특성 분석을 위해 X-ray diffraction(XRD), photoluminescence (PL), scanning electron microscope (SEM) and GD-OES을 이용하였고, 이를 통해 제조된 CIGS 박막 태양전지는 light induced current-voltage (LIV) and external quantum efficiency (EQE)를 통해 특성 분석을 실시 하였다. 결과적으로, 제조된 ZnS(O, OH) buffer layer의 $ZnSO4{\cdot}7H2O$의 농도는 0.16 M, Thiourea는 0.5 M, NH4OH는 7.5 M, 그리고 반응 온도는 77.5 oC의 조건 하에 CIGS 기판 위에 균일하고 균열이 없는 ZnS(O, OH) 박막을 제조하였으며 이때 제조된 태양전지의 소자 특성은 Voc = 0.478 V, Jsc = 35.79 mA/cm2, FF = 47.77%, ${\eta}=8,18 %$이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.461.1-461.1
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• 2014

본 연구진에서는 기존에 Ag2S 양자점을 흡광층으로 활용하여 양자점 감응형 태양전지(QDSC)를 제작, 그 성능과 특징을 분석하여 발표한 바 있다. 기존 연구에서 제작된 Ag2S QDSC는 11 mA/cm2의 비교적 높은 광전류와 260 mV의 비교적 낮은 전압으로 인해 1.2%의 광전환효율 성능을 나타내는 것으로 보고되었다. 추후 연구로 진행된 본 결과에서는, 기존에 Single absorber로 사용된 Ag2S의 한계를 보완하기 위해 CdS를 도입하여 co-sensitization을 활용하였다. CdS는 약 2.3 eV의 밴드갭 에너지를 갖는 물질로, 1.1 eV의 밴드갭을 갖는 Ag2S에 비해 흡광 영역은 좁지만 그만큼 전자-정공 재결합을 억제할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한, 전도층으로 사용한 n-type 물질인 ZnO 나노선과의 밴드구조가 매우 적합하게 조화되어, ZnO/CdS/Ag2S 순서로 이종구조를 접합시켰을 때 세 물질의 Conduction band level과 Valence band level이 순차적으로 연결되는 cascade-shaped 밴드구조를 이루게 된다. 빛을 받아 Ag2S와 CdS에서 생성된 전자는 이 cascade 모양의 conduction band를 따라 순차적으로 ZnO로 잘 전달되게 되어, 효율 향상에 큰 도움을 주었다. 이런 장점들로 인해, CdS-Ag2S co-sensitized QDSC는 Ag2S QDSC에 비해 2배나 향상된 효율인 2.4%를 기록하였으며, 이는 IPCE spectrum 측정 등으로 근거가 뒷받침되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.152-153
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• 2006

The new approach to buffer layer design for CIGS solar cells that permitted to reduce the buffer absorption losses in the short wavelength range and to overcome the disadvantages inherent to Cd-free CIGS solar cells was proposed. A chemical bath deposition method has been used to produce a high duality buffer layer that comprises thin film of CdS and Zn-based film. The double layer was grown on either ITO or CIGS substrates and its morphological, structural and optical properties were characterized. The Zn-based film was described as the ternary compound $ZnS_x(OH)_y$. The composition of the $ZnS_x(OH)_y$ layer was not uniform throughout its thickness. $ZnS_x(OH)_y$/CdS/substrate region was a highly intermixed region with gradually changing composition. The short wavelength cut-off of double layer was shifted to shorter wavelength (400nm) compared to that (520 nm) for the standard CdS by optimization of the double buffer design. The results show the way to improve the light energy collection efficiency of the nearly cadmium-free CIGS-based solar cells.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.14 no.1
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• pp.1-8
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• 2011

Ionic liquids are room-temperature molten salts, composed of organic mostly of organic ions that may undergo almost unlimited structural variation. We approach the new aspects of ionic liquids in applications where the semiconductor nanoparticles used as sensitizers of solar cells. We studied the effects of ionic liquids as capping ligand and/or solvent, on the morphology and phase of the CdSe/ZnS nanoparticles. Colloidal CdSe/ZnS nanoparticles were synthesized using a series of imidazolium ionic liquids; 1-R-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl) imide ([RMIM][TFSI]), where R = ethyl ([EMIM]), butyl ([BMIM]), hexyl ([HMIM]), octyl ([OMIM]). The average size of nanoparticles was 8~9 nm, and both zinc-blende and wurtzite phase was produced. We also synthesized the nanoparticles using a mixture of trihexyltetradecylphosphonium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ([$P_{6,6,6,14}$][TFSI]) and octadecene (ODE). The CdSe/ZnS nanoparticles have a smaller size (5.5 nm) than that synthesized using imidazolium, and with a controlled phase from zinc-blende to wurtzite by increasing the volume ratio of [$P_{6,6,6,14}$][TFSI]. For the first time, the phase and size control of the CdSe/ZnS nanoparticles was successfully demonstrated using those ionic liquids.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.380-380
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• 2011

ZnO 나노라드 위에 양자점을 증착한 후 그 위에 $TiO_2$를 ALD방법으로 증착하여 그 passivation 효과가 solar cell 효율에 미친 영향에 대한 실험을 진행하였다. Hydrothermal 방법으로 수직한 1차원 형태의 ZnO 나노라드를 성장시킨다. 여기에 SILAR 방법을 거쳐서 CdS 양자점을 증착시키고, 후에 CBD를 이용하여 CdSe 양자점을 증착시킨다. 여기에 마지막으로 amorphous $TiO_2$로 표면을 덮는 과정을 거치는데, $TiO_2$가 ZnO 라드 위에 균일하고 정밀하게 증착되도록 하기 위해서 Atomic Layer Deposition을 이용하였다. 다양한 분석 방법을 통해 $TiO_2$/CdSe/CdS/ZnO 구조를 조사하였으며, ZnO 나노라드 위에 $TiO_2$가 정교하게 올라간 것을 확인한 후에 solar cell에 적용하여 그 효율을 확인하였다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2008.10a
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• pp.588-590
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• 2008

Yellow-emitting $Y_3Al_5O_{12}$:Ce nanocrystalline phosphor and orange-emitting CdS:Mn/ZnS core/shell quantum dots were prepared by a modified polyol and a reverse micelle chemistry, respectively. To compensate a poor color rendering index of YAG:Ce nanocrystalline phosphor due to the lack of red spectral component, CdS:Mn/ZnS quantum dots were blended into YAG:Ce. Based on spectral evolutions in the blended systems, hybrid white light emitting diodes are fabricated and characterized.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2015.03a
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• pp.292-295
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• 2015

The effect of Ligand Binding energy in quantum rod (CdS/ZnS) plays a critical role in anisotropic growth. As mimicking large chain of ligands and using the head of the chain, I plan to bind the quantum rod and ligands so that it can grow well consequently. So the ultimate goal of this study is on how ligand binding can affect the growth of this quantum rod. There are preferred surfaces between the quantum rod and ligands, and we empirically know that ligands which bind the quantum rod; Phosphoric oxide (PO), Phosphoric acid(PA), Carboxylic acid(CA), Trimethylamine(TMA), have strong tendency to be attached on the surfaces of CdS/ZnS; ($11{\bar{2}}0$), ($10{\bar{1}}0$), ($000{\bar{1}}$), (0001). I virtually bond the surface and the ligands, and calculated the ligand binding energy after optimizing their structure, utilizing EDISON simulator. After all, I figured out how they are linked each other and how the quantum rod grows.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.451-451
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• 2012

Instead of a highly toxic CdSe and ZnScore-shell,InP/ZnSecore-shell quantum dots [1,2] were investigated as an active material for quantum dot light emitting diode (QD-LED). In this paper, aquantum dot light-emitting diode (QDLED), consisting of a InP/ZnS core-shell type materials, with the device structure of glass/indium-tin-oxide (ITO)/PEDOT:PSS/Poly-TPD/InP-ZnS core-shell quantum dot/Cesium carbonate(CsCO3)/Al was fabricated through a simple spin coating technique. The resulting InP/ZnS core-shell QDs, emitting near blue green wavelength, were more efficient than the above CdSe QDs, and their luminescent properties were comparable to those of CdSe QDs.Thebrightness ofInP/ZnS QDLED was maximumof 179cd/m2.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.201.1-201.1
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• 2015

복합 유무기 혼합물을 사용하여 제작한 유기 쌍안정 메모리 소자는 저전력 소비, 고밀도 저장성, 높은 기계적 유연성, 저렴한 가격, 간단한 공정 과정 등의 장점들로 인하여 메모리 분야에서 많은 관심을 받고 있다. 그래핀 옥사이드층을 활용하여 만든 소자에 관한 연구는 이미 다양하게 진행되고 있으나, CdSe/ZnS 양자점을 활용한 메모리 소자에 관한 연구는 아직 많이 연구되고 있지 않다. 본 연구에서는 CdSe/ZnS 양자점을 그래핀 옥사이드에 내포한 유기 쌍안정 메모리 소자를 제작하여 메모리로써의 활용 가능성과 메커니즘을 확인하였다. Indium-tin-oxide (ITO) 기판을 세척한 후, CdSe/ZnS 양자점을 내포한 그래핀 옥사이드 층을 스핀코팅을 이용하여 1000 rpm, 3000 rpm, 1000 rpm으로 각각 3 s, 40 s, 3 s로 코팅한 후 핫플레이트에서 90oC로 30분 동안 열처리 한다. 이렇게 제작된 소자의 실온에서 전류-전압을 측정한 결과 높은 전도도와 낮은 전도도의 비율이 최대 [10]^3까지 나오는 것을 확인할 수 있었다. 투과전자 현미경 및 X선 광전자 분광법 측정결과 그래핀 옥사이드 층과 그 안에 내포된 양자점들의 유무를 확인할 수 있었다. 내구성을 측정한 결과 소자가 안정적이라는 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.378-378
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• 2011

ZnO 나노선 구조는 나노선 구조를 통해 입사한 빛을 산란시켜 광흡수를 촉진시키고, 바닥 전극으로 바로 이어진 수직의 1차원 구조를 통해 전자가 빠르게 이동할 수 있으며, 넓은 표면적을 가지고 있는 등의 장점을 가지고 있어 오래전부터 광전소자에 이용되었다. 하지만 ZnO 물질 자체의 밴드갭 에너지가 3.2 eV로 비교적 큰 편이라 가시광 영역의 빛을 흡수, 이용하기 위해서는 작은 밴드갭을 가지는 광감응 물질이 필요하다. 본 연구에서는 저온의 수열합성법을 통해 합성한 ZnO 나노선 구조 상에 Cd 계열의 무기물 양자점을 증착하여 이종구조를 형성하는 방법을 개발하였다. 본 연구에서 사용한 양자점인 CdS와 CdSe는 벌크 밴드갭 에너지가 각각 2.3 eV, 1.7 eV로 가시광 영역의 빛을 흡수할 수 있으며, ZnO 나노선과 type-II 밴드구조를 가지기 때문에 전자-정공 분리 및 포집에 유리하다. 합성된 구조를 이용하여 photoelectrochemical 특성을 분석하였으며, 그 결과 양자점의 증착으로 광전류 생성이 향상됨을 확인하였다. 특히 ZnO 나노선 상에 CdS 양자점 증착 후 추가적으로 CdSe 양자점을 증착하여 다중접합 나노선 구조를 형성한 경우 광전류 생성이 가장 크게 향상된 결과를 확인하였다.