• 한국태양광발전학회지
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• 제3권3호
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• pp.8-17
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• 2017

$Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) 태양전지 기술은 1970년대 처음으로 소개된 이래 지속적인 기술적 진보를 통해 현재 소면적 유리 기판기준으로 세계최고효율 22.6%을 달성하였다. 최근에는 유리 기판뿐만 아니라 플렉서블 기판에도 적용되어 20%가 넘는 고효율이 유지됨으로써, 플렉서블 CIGS 박막태양전지의 BIPV로 응용에 대한 관심이 증가하고 있다. 따라서 본 글에서는 플렉서블 CIGS 박막태양전지의 주요 요소 기술에 대해서 살펴보고, 국내외 연구 및 산업적 현황 및 향후 전망에 대해서 기술하고자 한다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제18권2호
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• pp.180-183
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• 2014

The surface of semiconductor solar cells, such as a-Si or CIGS (CuInGaSe) solar cells is not flat but textured in the microscopic domain. With textured surfaces, the optical reflectivity of a solar cell is different from that of flat surfaces in the wavelength region. In this paper, the effects of a textured surface on a CIGS solar cell are presented by RCWA (Rigorous Coupled Wave Analysis) method. The effect of incoherent light is also considered by RCWA with a Fourier analysis while conventional optical simulation uses the input light on the solar cell as coherent light. Using experimental results, the author showed that the RCWA method with a Fourier analysis is a proper method to simulate the optical properties of CIGS solar cells.

• 한국표면공학회지
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• 제41권4호
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• pp.142-146
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• 2008

Trivalent ions(Ga, Al, In) doped ZnO films were deposited by DC magnetron sputtering on non-alkali glass substrate at substrate temperature of $300^{\circ}C$. We used the different three types of high density($95%{\sim}$) ceramic sintered disks(doped with $Ga_2O_3$; 6.65 wt%, $Al_2O_3$; 3.0 wt%, $In_2O_3$; 9.54 wt%). This study examined the effect of different dopants(Ga, Al, In) on the electrical, structural, and optical properties of the films. The lowest resistivity of $5.14{\times}10^{-4}{\Omega}cm$ and the highest optical band gap of 3.74 eV were obtained by Ga doped ZnO(GZO) film. All the films had a preferred orientation along the(002) direction, indicating that the growth orientation has a c-axis perpendicular to the substrate surface. The average transmittance of the films was more than 85% in the visible range.

• ETRI Journal
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• 제38권2호
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• pp.265-271
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• 2016

We analyzed the interface characteristics of Zn-based thin-film buffer layers formed by a sulfur thermal cracker on a $Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) light-absorber layer. The analyzed Zn-based thin-film buffer layers are processed by a proposed method comprising two processes - Zn-sputtering and cracker-sulfurization. The processed buffer layers are then suitable to be used in the fabrication of highly efficient CIGS solar cells. Among the various Zn-based film thicknesses, an 8 nm-thick Zn-based film shows the highest power conversion efficiency for a solar cell. The band alignment of the buffer/CIGS was investigated by measuring the band-gap energies and valence band levels across the depth direction. The conduction band difference between the near surface and interface in the buffer layer enables an efficient electron transport across the junction. We found the origin of the energy band structure by observing the chemical states. The fabricated buffer/CIGS layers have a structurally and chemically distinct interface with little elemental inter-diffusion.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제14권4호
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• pp.321-325
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• 2010

We analyze the current density - voltage (J - V) curve of a Cu(In,Ga)$Se_2$ (CIGS) thin-film solar cell measured at different irradiation power densities. For the solar-cell sample investigated in this study, the fill factor and power conversion efficiency decreased as the irradiation power density (IPD) increased in the range of 2 to 5 sun. Characteristic parameters of solar cell including the series resistance ($r_s$), the shunt resistance ($r_{sh}$), the photocurrent density ($J_L$), the saturation current density ($J_s$) of an ideal diode, and the coefficient ($C_s$) of the diode current due to electron-hole recombination via ionized traps at the p-n interface are determined from a theoretical fit to the experimental data of the J - V curve using a two-diode model. As IPD increased, both $r_s$ and $r_{sh}$ decreased, but $C_s$ increased.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.383-384
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• 2007

The nano and micro-sized $ZnGa_2O_4$ phosphor were prepared by precipitation method and solid-state method. The luminescence, formation process and structure of phosphor powders were investigated by means of XRD, SEM and PL. The result of XRD analysis showed that $ZnGa_2O_4$ spinel structure was formed at as-prepared in the case of precipitation method. However, micro-sized phosphor was required high heating treatment to have a satisfactory spinel structure. The CL intensity of nano-sized phosphor was about 4-fold higher than that of micro-sized phosphor. The emission spectra of all $ZnGa_2O_4$ phosphor show a self activated blue emission band at around 420 nm in the wide range of 300~600 nm.

• 센서학회지
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• 제10권5호
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• pp.304-313
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• 2001

본 연구에서는 $NH_4OH-H_2O_2-H_2O$ 식각액을 이용하여 GaAs의 식각 특성을 파악하였으며, (001) GaAs 기판을 이용한 사각형 단면을 가지는 GaAs 미세구조물의 제작방법을 개발하였다. 먼저 결정방향별 습식식각 특성을 파악하기 위해 16가지 조성에 대한 $NH_4OH-H_2O_2-H_2O$ 식각액의 식각률 및 식각 단면 형상과 5가지 조성에 대한 언더컷률에 관한 자료를 구하였다. 본 실험을 통해 얻어진 데이터를 이용하여 새로운 GaAs 마이크로머시닝 방법을 제시하고, 이를 이용하여 사각형 단면을 가지는 브리지 형태의 부유된 구조물을 제작하였다. 개발된 빔 부유 공정은 RF 구성요소인 저 손실 및 고가변 정전용량기 제작에 유용하며, 또한 광송수신부와 미러 집적화에도 적용가능성을 지닌다.

• 한국태양광발전학회지
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• 제9권2호
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• pp.18-28
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• 2023

지구상에 풍부하며 저독성 소재인 안티모니 셀레나이드(Sb₂Se₃)는 재료가 갖는 우수한 광전자적 특성과 장기 내구성으로 차세대 태양전지 소자로 크게 주목 받고 있다. 또한, 비교적 짧은 연구기간 동안 빠른 성장 속도를 보여줬으며, 2014년 2.26%에서 8년의 연구기간 동안 약 5배인 2022년 10.57%를 달성하였다. 하지만, 여전히 기존의 칼코지나이드계 박막 태양전지인 CdTe(22.1%) 및 Cu(In,Ga)Se₂(23.35%)가 달성한 효율에 비해 낮은 변환 효율을 보이고 있으며, 이는 계면에서 발생하는 캐리어 재결합으로 인한 개방전압 손실 문제가 주 원인으로 대두되고 있다. 따라서, Sb₂Se₃ 광 흡수층에 인접한 전자 및 정공 수송층 사이에 적절한 밴드 정렬을 구축하여 캐리어 재결합 손실을 줄이는 것이 고효율 Sb₂Se₃ 태양전지를 구현하기 위한 핵심 전략 중 하나이다. 본 원고에서는 Sb₂Se₃ 광 흡수층의 기본적인 특성과 Sb₂Se₃ 태양전지의 최근 연구 성과에 대해 간략하게 설명하고자 하며, 특히 전자 및 정공 수송층 적용을 통한 에너지 밴드 정렬 최적화에 관련된 내용을 중점적으로 소개하고자 한다. 또한, Sb₂Se₃ 박막 태양전지 성능의 병목 현상을 극복하기 위한 잠재적인 연구 방향에 대해서도 논하고자 한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제12권4호
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• pp.202-209
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• 2002

$CuInSe_2$ 단결정 박막은 수평 전기로에서 합성한 다결정을 증발원으로 하여, hot wall epitaxy(HWE) 방법으로 증발원과 기판(반절연-GaAs(100))의 온도를 각각 $620^{\circ}C$, $410^{\circ}C$로 고정하여 단결정 박막을 성장하였다. 단결정 박막의 결정성은 광발광과 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)으로 연구하였다. $CuInSe_2$ 단결정 박막의 운반자 농도와 이동도는 van der Pauw 방법으로 측정되었다. 또한 $CuInSe_2$ 단결정 박막의 C축에 수직하게 빛을 쬐었을 때 측정되여진 단파장대의 광전류 봉우리 갈라짐으로부터 결정장 갈라짐 $\Delta$Cr과 스핀 궤도 갈라짐 $\Delta$So(spin orbit splitting) 값을 구하였다. 광발광 측정으로부터 고품질의 결정에서 볼 수 있는 free exciton($E_x$)와 매우 강한 세기의 중성 받게 bound exciton($A^{\circ}$, X) 피크가 관찰되었다. 이때 중성 받게 bound exciton의 반치폭과 결합 에너지는 각각 7meV와 5.9meV였다. 또한 Haynes nile에 의해 구한 불순물의 활성화 에너지는 59meV였다.

• 한국표면공학회지
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• 제42권3호
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• pp.122-127
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• 2009

Ga/Al doped ZnO (GAZO) thin films were prepared on non-alkali glass substrate by co-sputtering system using two DC cathodes equipped with AZO ($Al_2O_3$:2.0 wt%) target and GZO ($Ga_2O_3$:6.65 wt%) target. This study examined the influence of Al/Ga concentration and substrate temperature on the electrical, structural and optical properties of GAZO films. The lowest resistivity $1.95{\times}10^{-3}{\Omega}cm$ was obtained at room temperature. With increasing substrate temperature, resistivity of GAZO film decreased to a minimum value of $7.47{\times}10^{-4}{\Omega}cm$ at below $300^{\circ}C$. Furthermore, when 0.05% $H_2$ gas was introduced, resistivity of GAZO film decreased to $6.69{\times}10^{-4}{\Omega}cm$. All the films had a preferred orientation along the (002) direction, indicating that the deposited films have hexagonal wurtzite structure formed by the textured growth along the c-axis. The average transmittance of the films was more than 85% in the visible light range.