• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집
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• pp.383-386
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• 2002

Polycrystalline Cu(In,Ga)Se$_2$(CIGS) thin-films were grown by co-evaporation on a soda lime glass substrate. In this paper the effects of the Se evaporation temperature on the properties of CuIn0.75Ga0.25Se2 (CIGS) thin films. Structure, surface morphology and optical properties of CIGS thin films deposited at various Se evaporation temperatures have been investigated using a number of analysis techniques. X-ray diffraction (XRD) analysis shows that CIGS films exhibit a strong <112> preferred orientation. As expected, at higher Se evaporation temperatures the films displayed a lower degree of crystallinity. The <112> peak was also enhanced and other CIGS peaks appeared simultaneously. These results were supported by experimental work using scanning electron microscopy When the Se evaporation temperature was increased, the average grain size also decreased together with a reduction Cu content. The Se evaporation temperature also had a significant inf1uence on the transmission spectra. Increasing the Se evaporation temperature, the cell efficiency was improved dramatically to 11.75% with Voc = 556 mV, Jsc = 32.17 mA/cm2 and FF = 0.66. The Se evaporation temperature is an important parameter in thin film deposition regardless of the deposition technique being used to deposit thin films

• 한국세라믹학회지
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• 제42권7호
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• pp.455-460
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• 2005

Deposition of TiN$_{x}$ film was conducted with a DC sputtering technique. The effect of the processing parameters such as substrate temperature, deposition time, working pressure, bias power, and volumetric flowing rate ratio of Ar to N$_{2}$ gas on the resistivity of TiN$_{x}$ film was systematically investigated. Three kinds of substrates, soda-lime glass, (100) Si wafer, and 111m thermally grown (111) SiO$_{2}$ wafer were used to explore the effect of substrate. The phase of TiN$_{x}$ film was analyzed by XRD peak pattern and deposition rate was determined by measuring the thickness of TiNx film through SEM cross-sectional view. Resistance was obtained by 4 point probe method as a function of processing parameters and types of substrates. Finally, optimum condition for synthesizing TiN$_{x}$ film having lowest resistivity was discussed.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제5권4호
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• pp.404-408
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• 1999

Gallium doped zinc oxide(GZO) films were deposited on soda-lime glass substrates without substrate heating $(T_s<50^{\circ}C$) by dc planar magnetron sputtering using GZO ceramic oxide targe with different inert gas (Ar, or Ne). For the GZO films deposited under different total gas pressure $(P_{tot})$, structural and electrical properties were investigated by XRD and Hall effect measurements. Crystallinity of GZO films deposited using Ar was degraded with increase in $(P_{tot})$, suggesting that it was heavily affected by kinetic energy of sputtered Zn particles$(PA_{zn})$ arriving at substrate surface. Whereas, crystallinity of GZO films deposited at lower Ptot than 3.0 Pa using Ne gas was degraded with decrease in $(P_{tot})$. This degradation was considered to be result of film damage caused by the bombardment of high-energy neutrals ($Ne^{\circ}$). On the basis of a hard sphere collision processes, the average final energy of particles (sputtered Zn, $Ar^{\circ}$and $Ne^{\circ}$)arriving at substrate surface were estimated.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.319-319
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• 2010

칼코젠계 태양전지의 광흡수층으로 사용되는 CuInSe2은 직접천이형 반도체로 광흡수계수가 $1{\times}105cm-1$로 매우 높고, 전기광학적 안정성이 우수하여 실리콘 결정질 태양전지를 대체할 고효율 태양전지로 각광받고 있다. 광흡수층의 밴드갭 에너지가 증가하면 태양전지의 개방전압(Voc)이 증가하여 광변환 효율을 향상시킬 수 있으므로, CuInSe2에서 In의 일부를 Ga으로 치환하여 에너지 밴드갭의 변화를 주는 연구가 많이 진행되고 있다. 그러나 화합물내의 Ga 조성비가 증가하면 단락전류(Jsc), 충진률(fill factor)이 낮아져 태양전지 효율을 저하시키게 되므로 CIGS 박막의 적절한 화합물 조성비를 갖도록 최적조건을 확립하는 것이 매우 중요하다. 본 실험에서는 광흡수층 형성을 위해 Sputtering법으로 금속 전구체를 증착하고, 고온에서 셀렌화 열처리를 수행하는 Sequential process(2단계 증착법)를 이용하였다. soda-lime glass 기판에 Back contact으로 Mo를 증착하고, 1단계로 CuIn0.7Ga0.3 조성비의 타겟을 이용하여 Sputtering법으로 $0.5{\sim}2{\mu}m$ 두께의 CIG 전구체를 증착하였다. 2단계로 CIG 전구체의 셀렌화열처리를 통하여 CIGS 화합물 구조의 박막을 형성시켰다. 이때 형성된 CIGS 화합물 박막의 두께는 동일하게 함으로써, 열처리온도에 의한 박막의 구조변화를 비교하였다. 증착된 CIGS 박막은 고온 엑스선회절분석을 통해 증착 두께와 온도 변화에 따른 CIGS 층의 구조 변화를 확인하고, 동일한 증착조건으로 Buffer layer, Window layer, Grid 전극을 형성하여 태양전지셀 특성을 평가함으로써 CIGS 태양전지 광흡수층의 결정구조에 따른 광변환 효율을 비교하였다.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제26권1호
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• pp.11-15
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• 2017

To improve the adhesion of Mo thin film as a back contact material, a DC magnetron sputtering system was used to deposit in the form of a bi-layer on soda-lime glass. Films with low resistivity and good adhesion were obtained from this deposition, even though the two qualities were found be hard to obtain at the same time. The best Mo bi-layer showed a resistivity of $8.13{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ at $500^{\circ}C$ and $3.0{\times}10^{-3}\;Torr$. The XRD measurements showed that the crystallites of the films were mainly oriented in the (110) direction, the FE-SEM images revealed that the resistivity of the Mo films decreased with increasing substrate temperature, which temperature reduction is accompanied by an increase of the grain size. These experimental results were analyzed using the Fuchs-Sondheimer theory. Our Mo bi-layer film with better crystallinity and lower resistivity can be suitably used as a back-contact layer for CIGS solar cells.

• 한국재료학회지
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• 제11권1호
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• pp.15-19
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• 2001

유리기판 위에 열화학증착법으로 투명전도성 산화주석막을 제조하였다. 박막은 원료물질로 tetramethyltin(TMT), 산화제로 산소나 오존이 포함된 산소의 혼합물로부터 제조되었다 제조된 박막은 기판온도에 따라 물성이 크게 변하였고 최적화된 박막은 TMT 유랑 8 sccm, 산소유량 150 sccm, 기판온도 $380^{\circ}C$에서 제조되었다. 오존을 사용함으로서 기판온도를 약 $180^{\circ}C$정도 낮출 수 있었고 비저항은 ~$10^{ -2}{\Omega}cm$에서 ~$10^{-3}{\Omega}cm$으로 감소시킬 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.593-593
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• 2012

CIGS 박막 태양전지는 일반적으로 soda-lime glass(SLG)를 기판으로 사용하여 SLG/Mo/CIGS/CdS/ZnO/ITO/Grid의 구조로 제작된다. 하지만 SLG를 기판으로 사용할 경우, 유리의 특성상 무게가 무겁고, 유연성이 없기 때문에 건축물 적용에 적합하지 않다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 가볍고 유연한 금속 및 폴리이미드 기판을 이용한 CIGS 태양전지가 널리 연구되고 있다. 그러나, 폴리이미드 기판의 경우, 특성이 우수한 CIGS 박막을 얻기 위한 고온 공정을 사용할 수 없기 때문에 이에 대한 고려가 필요하다. 본 논문에서는 CIGS 박막 태양전지 제작을 위한 폴리이미드 기판의 특성과 그 위에 형성한 후면 전극의 특성을 논의하고자 한다. 4종류의 폴리이미드 기판에 대한 열 특성을 시차주사열량계(differential scanning calorimeter)와 열중량분석기(thermogravimetric analysis), 열기계분석기(thermo mechanical anaylsis)를 이용해 분석하였다. 또한 Mo 후면 전극을 DC-sputter를 이용해 형성한 후, XRD와 AFM, 4-point probe를 이용하여 결정성 및 표면 거칠기, 면저항을 분석하였다. 결정성과 거칠기는 SLG에 증착했을 때와 동일한 결과를 보였으며, 면저항은 폴리이미드 필름에 증착 할 경우 더 크게 측정되었다. 본 연구는 중소기업청 산연기술개발사업(SL122689) 및 과학기술연합대학원대학교(UST)의 지원을 받아 수행된 "공동연구 지원사업"의 연구결과입니다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.374-374
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• 2011

Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막 태양전지는 일반적으로 Soda lime glass/Mo/CIGS/CdS/ZnO/ITO/Al의 구조로 제작된다. 태양전지는 p형과 n형 반도체의 접합에 의해서 동작을 하게 되며, CIGS 박막 태양전지에서는 p형으로 CIGS 박막과 n형으로 CdS 박막이 사용된다. CIGS 박막태양전지에서는 p형과 n형이 서로 다른 물질로 이루어진 이종접합을 이루게 되고, 계면에서의 밴드가 어떻게 형성이 되느냐에 따라 태양전지 성능에 영향을 미치게 된다. p형의 CIGS 박막은 주로 다단계 증발법에 의해 형성되고 3단계 공정조건에 의해 계면의 특성에 많은 영향을 미치게 된다. n형의 CdS 박막은 주로 chemical bath deposition (CBD) 법에 의해 제작된다. 이렇게 제작되는 CBD-CdS는 시약의 농도, pH (수소이온농도), 박막 형성시의 온도 등의 조건에 따라 특성이 변하게 된다. 본 논문에서는 3단계 공정시간을 변화시켜 제작된 CIGS 박막 위에 CBD-CdS 증착 조건 중 thiourea 의 농도를 변화시켜 CIGS 태양전지를 제작하고 그에 따른 특성을 살펴보았다. CIGS 박막은 3단계 공정시간을 490초와 360초로 하여 제작하였고, CdS 박막은 thiourea 농도를 각각 0.025 M과 0.05 M, 0.074 M, 0.1 M로 변화시켜가며 제작하였다. 제작된 CIGS 박막 태양전지는 CIGS 3단계 공정시간과 thiourea의 조건에 따라 최고 15.81%, 최저 14.13%로 나타내었다. 또한, 외부양자효율을 측정하여 제작된 CIGS 박막 태양전지의 파장에 따른 특성을 비교하였다.

• Current Photovoltaic Research
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• 제3권3호
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• pp.97-100
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• 2015

The kesterite $Cu_2ZnSnSe_4$ (CZTSe) thin film solar cells were synthesized by selenization of sputtered Cu/Sn/Zn metallic precursors on Mo coated soda lime glass substrate in Ar atmosphere. Cu/Sn/Zn metallic precursors were deposited by DC magnetron sputtering process with 30 W power at room temperature. As-deposited metallic precursors were placed in a graphite box with Se pellets and selenized using rapid thermal processing furnace at various temperature ($480^{\circ}C{\sim}560^{\circ}C$) without using a toxic $H_2Se$ gas. Effects of Selenization temperature on the morphological, crystallinity, electrical properties and cell efficiency were investigated by field emission scanning electron microscope (FE-SEM) and X-ray diffraction (XRD), J-V measurement system and solar simulator. Further details about effects of selenization temperature on CZTSe thin films will be discussed.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제13권2호
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• pp.13-16
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• 2014

We prepared the ITO/Ag multilayer thin films on soda-lime glass substrate by the Facing Target Sputtering System (FTS) at room temperature. To confirm the effect of Ag layer in ITO/Ag multilayer thin films, we have prepared various range of Ag layer in its thickness and investigated prior to the setting of ITO/Ag multilayer thin films. The thickness of Ag layer was controlled by the sputtering deposition time. Properties of as-prepared samples were investigated by using a four-point probe, UV-Visual spectrometer with a spectral visual range (400 - 800 nm) and X-ray diffractometer (XRD). As a result, the transmittance of as-prepared samples turned out to be very low in the visible range due to light-scattering on the surface of thin film as the thickness of Ag layer got increased. However, reduction of phenomenon of light-reflection in visual range was observed around 20nm of Ag thickness. We prepared the ITO/Ag multilayer thin film with a resistivity of about $8{\times}10^{-5}[{\Omega}-cm]$ and a transmittance of more than 80 % at 550 nm.