• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.210-213
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• 2006

나노입자를 이용하여 치밀한 $Cu(In,\;Ga)Se_2$ 태양전지용 광흡수층을 제조하기 위해 먼저, 콜로이달 방법으로 합성된 20nm이하의 CIGS 나노입자를 저가의 스프레이 법을 이용하여 CIGS 막을 제조하였다. 제조된 CIGS막을 two-zone RTP (rapid temperature Process) 방법으로 Se 분위기 안에서 열처리를 행하였다. 입자의 치밀화를 위해 기판의 온도, Se 증발온도와 수송가스의 유량을 조절하여 CIGS 입자성장을 행하였다. 그러나, Se의 증발온도가 높을수록 CIGS와 MO 박막 사이에서 $MoSe_2$ 층이 형성되었다. 형성된 $MoSe_2$층의 부피 팽창으로 인해 하부의 유리기판과 Mo층 사이에서 peeling off 현상이 발생했다. 이러한 Peeling off현상을 억제하면서 CIGS 나노입자 성장을 하기 위해, Se 공급을 빨리 할 수 있도록 Se의 증기압을 높였으며, 최적조건에서 급속 열처리 공정을 통해 CIGS 나노입자 성장과 치밀화를 위한 소결거동을 관찰하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.185-188
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• 2005

나노 입자 분무 기법을 이용한 $Cu(In,\;Ga)Se_2$ (CIGS) 광흡수층 제조 기법은 고진공 장치를 사용하지 않는다는 점에서 대면적 저가형 CIGS 태양전지 양산에 적합한 차세대 기술로 인식되고 있다. 그러나 일반적으로 스프레이 된 상태의 CIGS충 자체는 태양전지 제조에 적합하지 않은데 이는 스프레이 막의 다공성 구조 때문이다. 본 연구에서는 나노입자 분무 기법을 이용하여 증착한 CIGS 광흡수층막을 질소 또는 셀레늄 분위기에서 열처리함으로써 태양전지 제조에 적합한 치밀한 구조의 CIGS 광흡수충을 제조하고자 하였다. 실험 결과, 질소 분위기 $500^{\circ}C$의 온도에서 1시간 열처리하여도 CIGS 나노 입자의 성장은 거의 일어나지 않는 것으로 나타났다. 반면 셀레늄 분위기 $500^{\circ}C$의 온도에서 30분 열처리시 입자 크기가 $1{\mu}m$이상인 치밀한 광흡수층을 얻을 수 있었다. 본 결과는 CIGS 나노 입자의 입자 성장 반응에서 열에너지 단독에 의한 표면 에너지 감소 효과는 미미하며 셀레늄 증기의 역할이 더욱 크다는 것을 의미하는 것이다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 2012.03a
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• pp.391-393
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• 2012

CuInGa 전구체를 여러 분위기에서 급속 열처리 공정 (rapid thermal processing; RTP)을 이용하여 셀렌화하여 CuInGaSe 박막을 제작하였다. 공정조건은 각각 진공상태, 아르곤 가스 유동 상압상태, 아르곤 분위기 상압밀폐에서 덮개 유리를 사용한 상태 및 아르곤 밀폐상압에서 추가로 Se을 공급한 상태이었다. 제작된 CuInGaSe의 특성을 ICP 측정을 통하여 분석하였다. 열처리 조건에서 시스템이 밀폐상태에 가까울수록 Se 증기압이 높을수록 CuInGaSe 박막의 Se 함량이 증가하였다. 아르곤 분위기 상압 밀폐상태에서 제작된 CuInGaSe 박막을 이용하여 제작한 태양전지의 효율은 9.6%이었다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.10 no.2
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• pp.96-99
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• 2000

The photoluminescened experiments at temperature of 10K were carride out for ZnSe epilayers grown by hot-wall epitaxy. The upper and lower polariton peaks of the neutral dound exciton $I_2$($D^{\circ}$,X) for as-grown epilayer have been dominantly observed.For the heat-treatment under Se ambient,the origin of $I_2$ emission is confirmed to be related to Se-vacancy.The extra neutral acceptor bound exciton $I_1$$^d$ is also observed.The ZnSe epilayer shows the self-compensation effect and it is hard to be converted into p-type ZnSe epilayer.However,the photoluminescence spectrum of the annealed sample in Se ambient shows the intense $I_1$$^d$ emission.This indicates that in the annealed ZnSe epilayer,there are many acceptor levels due to the opical p-type converstion. The binding energy of acceptor-impurity is ecaluated to the value of 268meV and the self-activated emission is disappeared by thermal annealing under Se ambient,which indicates the association with Se-vacancy.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.428-428
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• 2016

Copper indium sulfide (selenide) (CuIn(S,Se)2,CISSe)는 1.0~1.5 eV의 Direct band gap과 105 cm-1이 넘는 큰 광 흡수 계수를 가지고 있어 박막 태양전지의 흡수층으로써 연구되어 왔다. 최근 대량생산 및 저가 공정에 용이하다는 측면에서 용액 공정 기반 CISSe 태양전지 연구가 크게 주목 받고 있다. 용액공정 기반 중 하이드라진을 사용 한 경우 매우 높은 효율을 기록하였으나, 하이드라진 자체의 유독성과 폭발성 때문에 분위기 제어가 필요하고 여전히 저가화 및 대면적 제작에 한계가 있다. 따라서 알코올 솔젤 기반 CISSe 태양전지 제작 연구가 많이 진행되었으나, 결정립 성장 및 칼코겐 원자를 공급하기 위해 불가피하게 황화/셀렌화 후속 열처리 공정을 요구한다. 후속 열처리 공정은 폭발성의 황화수소/황화셀레늄 기체 분위기 제어와 고가의 장비를 필요로 한다. 본 연구에서는 매우 안정적이며 저가 용매인 물과 아민계 첨가제를 이용하여 Cu, In 전구체와 S, Se 이 포함된 Cu-In-S 잉크와 Se잉크를 제작하였다. 잉크 내에 S, Se을 첨가 함으로써 추가적인 후속공정 없이 비활성 가스 분위기에서 고품질의 CISSe 박막 제작을 가능케 하였다. 또한 Se 잉크 증착 횟수에 따른 결정 구조, 광학적 성질의 차이에 주목하였다. 따라서 수계 잉크를 대기 중에서 스핀코팅으로 박막을 제작한 후, Hot plate에서 건조하여 균일한 박막을 제조하고, 제작된 박막을 tube furnace에서 환원 분위기 및 비활성 가스 분위기에서 열처리 진행하여 $1.3{\mu}m$ 두께의 고품질의 CISSe 흡수층을 제작하였다. 이러한 흡수층에 대해 XRD, SEM, EDS 분석을 진행하여, 결정성, 미세구조, 및 조성을 확인하였으며, 제작된 흡수층 위에 버퍼층/투명전극층을 차례로 증착하여 CISSe 태양전지를 제작하여 셀 성능 및 양자 효율 특성을 파악하였다. 또한 액상 Raman 분석을 통해 결정립 성장 과정 메커니즘을 제시하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.346-349
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• 2007

치밀한 $CuInSe_{2}$ (CIS) 태양전지용 광흡수층을 제조하기 위해 상용되는 출발물질을 이용하여 비진공방식인 paste coating 법으로 CIS 막을 제조하였다. 먼저 치밀한 CIS 막 제조를 위해 $Cu_{2}Se$의 액상 거동을 관찰하였다. 이러한 $Cu_{2}Se_{2}$의 액상거동을 위해 Se 분위기에서 Se 증발온도, 기판온도, 열처리시간 등을 다양하게 변화 시켰으며, Se 증발온도 $450^{\circ}C$, 기판온도 $550^{\circ}C$, 열처리시간 30분 그리고 수송가스 ($N_{2}$)를 20 sccm으로 최적조건을 형성하였다. 이러한 최적조건을 바탕으로 치밀한 CIS막을 위해 two-zone RIP (rapid temperature process) 방법으로 Se 분위기 안에서 셀렌화를 위한 열처리를 행하였다. 셀렌화를 위해 다양한 열처리시간에 따라 형성된 CIS 막은 CIS 광흡수층과 Mo 박막 사이에서 $MoSe_{2}$ 층이 형성되었지만, 균일한 CIS 막을 얻었으며 업자성장과 치밀화 거동을 관찰 하였다. 또한, CIS 막의 치밀화를 위해 Se 증발온도와 열처리시간을 고정하고 기판온도를 $600^{\circ}C$로 증가시켜 $Cu_{2}Se$의 액상거동을 관찰하였다. $600^{\circ}C$에서 형성된 CIS 막은 기판온도 $500^{\circ}C$의 시편보다 입자성장과 치밀화가 되었으나 기판으로 사용하는 soda-lime glass의 휨 현상이 발생하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.570-572
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• 2006

본 연구에서는 Cu와 In 성분을 포함하는 메탄을 용액을 닥터 블레이딩 방법으로 코팅한 후 이를 Se 분위기에서 열처리하여 CIS 광흡순층을 제조하였다 $Cu(NO_3)_2,\;InCl_3$를 출발 물질로 선정하고, 이를 메탄을 용매에 녹여 전구체 용액을 만든 후 여기에 유기물 바인더 물질을 첨가하여 닥터 블레이드 코팅에 적합한 점도를 맞춘 후. 이를 Mo/glass 기판에 코팅하였다. 코팅된 Cu, In 함유 유기물 혼합체를 공기중에서 1차 열처리 후 Se 분위기에서 열처리하면 태양전지용 CIS 광흡수층을 얻게 된다 특히 본 연구에서는 전구체 합성, 유기물 첨가, 공기중 열처리 및 Se 열처리 각 단계에서 광흡수층 막의 형상, 결정구조, 화학조성의 변화과정을 분석하여 CIS 박막의 형성 과정을 고찰하였다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.16 no.5
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• pp.189-197
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• 2006

A stoichiometric mixture of evaporating materials for $AgGaSe_2$ single crystal thin films was prepared from horizontal electric furnace. To obtain the single crystal thin films, $AgGaSe_2$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the hot wall epitaxy(HWE) system. The source and substrate temperatures were $630^{\circ}C\;and\;420^{\circ}C$, respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the $AgGaSe_2$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)=1.9501eV-(8.79x10^{-4}eV/K)T^2(T+250K)$. After the as-grown $AgGaSe_2$ single crystal thin films was annealed in Ag-, Se-, and Ga-atmospheres, the origin of point defects of $AgGaSe_2$ single crystal thin films has been investigated by the photoluminescence (PL) at 10K. The native defects of $V_{Ag},\;V_{Se},\;Ag_{int},\;and\;Se_{int}$ obtained by PL measurements were classified as a donors or accepters type. And we concluded that the heat-treatment in the Ag-atmosphere converted $AgGaSe_2$ single crystal thin films to an optical p-type. Also, we confirmed that Ga in $AgGaSe_2$/GaAs did not form the native defects because Ga in $AgGaSe_2$ single crystal thin films existed in the form of stable bonds.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.7 no.1
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• pp.76-80
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• 1997

ZnSe single crystals were grown by seeded chemical vapor transport in $H_2$ atmosphere. The influence of the growth parameters on the crystal defect was investigated. The grown ZnSe single crystal was characterized by chemical etching, X-ray rocking curve and photoluminescenc e measurements.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.3 no.1
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• pp.21-31
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• 1971

The part of the work of plastic deformation of metal goes into the changes in the total surface free energy. This contribution is dependent on the specific surface free energy, which is affected by the environment. Based on thermodynamical approach, volume constancy requirement and adsorption induced two distinct dislocation interaction mechanisms for strengthening or weakening of metals at surface, theoretical derivation has been made to show that the environmental contribution on the strain hardening, the stress and the energy required for plastic deformation can be expressed in terms of solid surface tension in vacuum (${\gamma}$$_{s}$), interfacial tension (${\gamma}$$_{se}$ ), surface dislocation density ($\rho$$_{s}$), internal dislocation density ($\rho$$_{i}$) and fraction of surface site uncoverage (f). On the basis of theoretical derivation, the various mechanical behaviours under different environments are predicted.d.d.