• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.1-11
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• 2005

The stoichiometric mixture of evaporating materials for the $CuInSe_2$ single crystal thin film was prepared from horizontal furnace. Using extrapolation method of X-ray diffraction patterns for the polycrystal $CuInSe_2$, it was found tetragonal structure whose lattice constant $a_0$ and $c_0$ were $5.783\;{\AA}$ and $11.621\;{\AA}$, respectively. To obtain the $CuInSe_2$ single crystal thin film, $CuInSe_2$ mixed crystal was deposited on throughly etched GaAs(100) by the HWE(Hot Wall Epitaxy) system. The source and substrate temperature were $620^{\circ}C$ and $410^{\circ}C$ respectively. The crystalline structure of $CuInSe_2$ single crystal thin film was investigated by the double crystal X-ray diffraction(DCXD). Hall effect on this sample was measured by the method of Van der Pauw and studied on carrier density and mobility depending on temperature. From Hall data, the mobility was likely to be decreased by impurity scattering in the temperature range 30 K to 100 K and by lattice scattering in the temperature range 100 K to 293 K. The temperature dependence of the energy band gap of the $CuInSe_2$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)=1.1851\;eV-(8.99{\times}10^{-4}\;eV/K)T^2/(T+153\;K)$. The open-circuit voltage, short current density, fill factor, and conversion efficiency of $n-CdS/p-CuGaSe_2$ heterojunction solar cells under $80\;mW/cm^2$ illumination were found to be 0.51V, $29.3\;mA/cm^2$, 0.76 and 14.3 %, respectively.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.160-160
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• 2011

I-III-VI족 화합물 반도체인 $CuInS_2$(CIS) 박막은 Cu(In,Ga)$Se_2$에 비해서 독성원소를 사용하지 않으므로 환경 친화적이고 Ga, Se를 사용하지 않아 조성의 조절이 쉬우며 태양전지의 이상적인 밴드갭인 1.5 eV에 근접한 1.53 eV의 직접천이형 에너지 밴드갭을 가지고 있어 태양전지의 광흡수층으로써 유망한 재료이다. CIS 박막 증착에는 다양한 방법이 있으며 본 연구에서는 chamber를 진공으로 만들고 CIS를 구성하는 용액으로부터 미립자화 된 입자를 노즐을 통하여 팽창시켜 에어로졸을 생성하고 입자들의 운동에너지를 증착에 직접 이용 할 수 있는 Aerosol Jet Deposition (AJD)라는 방법을 이용하려고 한다. 이 방법은 높은 증착속도로 우수한 박막을 성장시킬 수 있는 저비용 및 단순공정으로 CIS를 증착 할 수 있는 새로운 방법이다. 물을 용매로 하여 수용액 상태의 $CuCl_2{\cdot}2H_2O$, $InCl_3$, $(NH_2)_2CS$를 혼합하여 CIS 용액을 제조하고 carrier gas를 주입하여 CIS 용액을 노즐로 이동시켜 팽창시킨다. 용액이 팽창되면서 온도가 감소하여 응축이 일어나며 이 응축된 용액이 가열된 기판 위에 충돌하여 용매가 증발하면서 결정화된 CIS가 증착이 된다. CIS의 특성은 용액의 전구체 비율, 기판 온도, 팽창 전 압력, chamber 압력 등의 영향을 받는데 본 연구에서는 기판 온도를 증착변수로 선택하여 CIS 박막을 증착하고 박막의 특성을 고찰하고자 한다.

• ETRI Journal
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• 제37권6호
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• pp.1129-1134
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• 2015

In this article, a study of a flower like nanostructured CdS buffer layer for improving the performance of a submicron-thick $CuIn_{1-x}Ga_xSe_2$ (CIGS) solar cell (SC) is presented. Both its synthesis and properties are discussed in detail. The surface reflectance of the device is dramatically decreased. SCs with flower like nanostructured CdS buffer layers enhance short-circuit current density, fill factor, and open-circuit voltage. These enhancements contribute to an increase in power conversion efficiency of about 55% on average compared to SCs that don't have a flower like nanostructured CdS buffer layer, despite them both having the same CIGS light absorbing layer.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.99.1-99.1
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• 2010

Many efforts on the surface sulfurization of $Cu(InGa)Se_2$ (CIGS)thin films have been reported as techniques to improve CIGS solar cell performance. We have investigated the sulfurization technique using the sulfur vapor. The co-evaporated $Cu(In,Ga)Se_2$ tin film was used for sulfurization. A thin $Cu(In,Ga)(S,Se)_2$ layer was grown on the surface of the CIGS thin film after high-temperature annealing in sulfur vapor. The structural and compositional properties of the thin films were studied by XRD, EDS and AES analysis. The obtained results revealed that the surface modification technique is promising method to S incorporated into CIGS absorber.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.295-295
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• 2010

Nanoparticles of the compound semiconductor, Cu(In, Ga)Se2 (CIGS), were synthesized in solution under ambient pressure below $100^{\circ}C$ and characterized by powder X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), optical absorption spectroscopy and energy-dispersive X-ray (EDX) analyses. These materials have chalcopyrite crystal structures and the particle sizes less than 100 nm. Synthetic conditions were studied for the crystallized CIGS nanoparticles formation to prevent from side products of Cu2Se, Cu2-xSe, and CuSe etc. The single phase CIGS nanoparticles were applied to coating of thin films photovoltaic cells. The electro deposition of CIGS thin films is also a good non-vacuum technology and under investigation. In aqueous solutions, the different chemical compositions of CIGS thin films were obtained, depending on pH, concentration of starting materials and deposition potentials. The surface morphology of the prepared CIGS thin films depends on the complexing ligands to the solutions during the electrochemical deposition.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권1호
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• pp.39-43
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• 2016

The structural, electrical properties of Ga doped MgZnO transparent conductive oxide (TCO) films by ratio-frequency(RF) magnetron sputtering were investigated. Ga doped MgZnO TCO films were deposited on the sapphire substrates at $200^{\circ}C$ varying growth thickness 200 to 600 nm. The optical properties of Ga doped MgZnO TCO films were showed above 85% transmittance from 300 to 1000 nm region. In addition, the current density ($J_{SC}$) of $Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) solar cells was improved by using the MgZnO:Ga films of 500 nm thickness because of outstanding electrical properties. The $Cu(In,Ga)Se_2$ solar cells with MgZnO:Ga transparent conducing layer yielded an efficiency of 9.8% with current density ($31.8mA/cm^2$), open circuit voltage (540.2 V) and fill factor (62.2) under AM 1.5 illumination.

• 한국재료학회지
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• 제22권5호
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• pp.259-273
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• 2012

Chalcogenide-based semiconductors, such as $CuInSe_2$, $CuGaSe_2$, Cu(In,Ga)$Se_2$ (CIGS), and CdTe have attracted considerable interest as efficient materials in thin film solar cells (TFSCs). Currently, CIGS and CdTe TFSCs have demonstrated the highest power conversion efficiency (PCE) of over 11% in module production. However, commercialized CIGS and CdTe TFSCs have some limitations due to the scarcity of In, Ga, and Te and the environmental issues associated with Cd and Se. Recently, kesterite CZTS, which is one of the In- and Ga- free absorber materials, has been attracted considerable attention as a new candidate for use as an absorber material in thin film solar cells. The CZTS-based absorber material has outstanding characteristics such as band gap energy of 1.0 eV to 1.5 eV, high absorption coefficient on the order of $10^4cm^{-1}$, and high theoretical conversion efficiency of 32.2% in thin film solar cells. Despite these promising characteristics, research into CZTS-based thin film solar cells is still incomprehensive and related reports are quite few compared to those for CIGS thin film solar cells, which show high efficiency of over 20%. The recent development of kesterite-based CZTS thin film solar cells is summarized in this work. The new challenges for enhanced performance in CZTS thin films are examined and prospective issues are addressed as well.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제43권4호
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• pp.330-336
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• 2009

목적: $^{68}$Ge/$^{68}$Ga-제너레이터에서 생산되는 PET용 방사성동위원소인 $^{68}$Ga을 NOTA와 DOTA에 표지하는 조건을 확립하고 이의 안정성 및 단백질 결합 특성을 연구하였고, 여러 가지의 금속이온 공존시 표지효율에 미치는 영향도 관찰하였다. 대상 및 방법: 여러 가지 농도의 NOTA 3HCl과 DOTA 4HCl에 $^{68}$Ge/$^{68}$Ga-제너레이터에서 0.1 M HCl로 용출한 $^{68}$GaCl$_3$ 6.66$\sim$272.8 MBq 1.0 mL와 합치고 초산나트륨 또는 탄산나트륨 완충액을 사용하여 다양한 pH 조건에서 반응하였다. 다양한 금속이온(CuCl$_2$, FeCl$_2$, InCl$_3$, FeCl$_3$), GaCl$_3$, MgCl$_2$, CaCl$_2$)과 0.373 mM NOTA를 $^{68}$Ga(6.77$\sim$8.58 MBq)으로 표지할 때 표지효율을 관찰하였다. $^{68}$Ga의 표지효율은 ITLC-SG고정상으로 하고 아세톤과 생리식염수를 이동상으로 하여 측정하였다. 최적의 pH 조건에서 $^{68}$Ga-NOTA와 $^{68}$Ga-DOTA를 표지한 후 4 시간 동안 안정성을 확인하고, 사람 혈청에서의 단백질 결합능을 평가하였으며, 지용성 정도를 측정하기 위하여 octhanol distribulion 실험을 실시하여 log P값을 구하였다. 결과: $^{68}$Ga-NOTA와 $^{68}$Ga-DOTA의 치적 표지 pH 조건은 각각 pH 6.5와 3.5였고, NOTA는 실온에서 표지가 잘 되었으나 DOTA는 가열이 필요하였다. MgCl$_2$와 CaCl$_2$의 존재는 $^{68}$Ga-NOTA의 표지 효율에 영향을 미치지 않았으나 CuCl$_2$, FeCl$_2$, InCl$_3$, FeCl$_3$, GaCl$_3$이 존재할 경우에는 표지효율이 감소하였다. $^{68}$Ga-NOTA와 $^{68}$Ga-DOTA는 실온에 그대로 두거나 사람혈청과 37$^{\circ}C$에 두었을 때 4 시간 이상 안정하였고, 사람 혈청 단백질 결합능은 2.04$\sim$3.32%로 낮았으며, log P 값은 -3.07로 수용성을 보였다. 결론: $^{68}$Ga의 표지에는 NOTA가 DOTA에 비하여 이상적인 양기능성 킬레이트제로 쓰일 수 있음을 알았다. 또한 $^{68}$Ga-NOTA는 금속이온 존재시 표지효율이 떨어질 수 있지만 안정하고 낮은 단백질 결합을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.704-704
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• 2013

CIGS 박막 태양전지는 I-III-VI족 화합물 반도체로서 직접천이형 에너지 밴드 구조를 가지고 있고, $1{\times}10$ cm의 높은 흡수계수를 가지고 있으며, Ga, Ag, Al을 첨가함으로써 밴드갭을 1~2.7 eV 넓은 범위로 조절가능하다. 본 연구의 목적은 Sputtering 방식과 Cracker cell을 이용한 실험으로 보다 효율적인 방식으로 CIGS 전구체 조성별 특성에 따른 구조와 전기적, 광학적 특성의 효과에 대하여 조사하였다. Cu-In-Ga 전구체는 CuGa(80-20 at.%)과 In(99.0%) target을 사용하여, Sputtering 공정으로 증착하였으며, Cracker cell이 부착된 RTP (rapid thermal processing)를 통하여 셀렌화를 진행하였다. Reservoir zone 온도는 320도, Cracking zone 온도는 900도로 유지하였으며, 진공상태에서 Se이 공급되면서 열처리가 진행되었다.Cu-In-Ga 전구체 구조에서 In의 증착시간을 변화시켜 CIGS 박막에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 이때 기판온도는 $500^{\circ}C$로 고정하거나, $240^{\circ}C$ 열처리 후 $500^{\circ}C$에서 열처리하는 두가지를 적용하여 그 영향을 분석하였다. 또한 Selenium이 Cracking zone 온도와 열처리 시간에 따라 미치는 영향의 변화를 조사하였다. 이에 따른 CIGS 박막의 전기적 특성의 변화를 조사하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.285-285
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• 2010

$Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) 박막 태양전지 제조에는 동시증발법 (co-evaporation)으로 Cu, In, Ga, Se 각 원소의 증발을 세 단계로 제어하여 CIGS 박막을 증착하는 3-stage 방법이 널리 이용된다[1]. 3-stage 중 1st-stage에서는 In, Ga, Se 원소 만을 증발시켜 $(In,Ga)_2Se_3$ 전구체 (precursor) 박막을 성장시킨다. 고효율의 CIGS 태양전지를 위해서는 $(In,Ga)_2Se_3$ 전구체 증착의 공정 변수와 이에 따른 박막 특성의 이해가 중요하다. 본 연구에서는 Mo 박막이 증착된 소다석회유리 (soda lime glass) 기판에 동시증발장비를 이용하여 280 380 의 기판 온도에서 In, Ga, Se 물질을 증발시켜 $(In,Ga)_2Se_3$/Mo/glass 시료를 제작하였으며 XRD, SEM, EDS 등의 방법을 이용하여 특성을 분석하였다. XRD 분석 결과 기판 온도 $280{\sim}330^{\circ}C$에서는 $(In,Ga)_2Se_3$ 박막의 (006), (300) 피크가 관찰되었으며, 기판 온도가 증가할수록 (006) 피크 세기는 감소하였고 (300) 피크 세기는 증가하였다. $380^{\circ}C$에서는 (110)을 포함한 다수의 피크가 관찰되었다. 그레인 (grain) 크기는 기판 온도가 증가할수록 커지며 Ga/(In+Ga) 조성비는 기판 온도에 따라 일정함을 각각 SEM과 EDS 측정을 통해 알 수 있었다. $(In,Ga)_2Se_3$ 전구체의 (300) 배향은 CIGS 박막의 (220/204) 배향을 촉진하고[2], 이것은 높은 광전변환효율에 기여하는 것으로 알려져 있다. 때문에 $(In,Ga)_2Se_3$의 (300) 피크의 세기가 가장 큰 조건인 $330^{\circ}C$를 1st-stage 증착 온도로 하여 3-stage CIGS 태양전지 공정을 수행하였으며, $MgF_2$/Al/Ni/ITO/i-ZnO/CdS/CIGS/Mo/glass 구조의 셀에서 광전변환효율 16.96%를 얻었다.