• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.797-802
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• 2023

본 연구에서는 펄스 레이저 증착법으로 기판 온도에 따른 GZO(Ga₂O₃ : 5 wt %, ZnO : 95 wt %) 박막을 유리 기판에 증착하여 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. XRD측정을 통해 기판 온도에 무관하게 모든 GZO 박막이 c 축으로 우선 성장함을 확인할 수 있었고, 300℃ 에서 증착한 GZO 박막이 반가폭 0.38° 로 가장 우수한 결정성을 나타내었다. 기판 온도가 150에서 300℃ 로 증가함에 따라 GZO 박막의 비저항은 감소하는 경향을 보인 반면에 가시광 영역에서의 평균 투과도는 크게 영향을 받지 않는 것으로 조사되었다. 300℃ 에서 증착한 GZO 박막의 재료 평가 지수가 2.05×10⁴ Ω^-1·cm^-1 로 가장 우수한 값을 나타내었고, 이때 비저항과 가시광 영역에서의 평균 투과도는 각각 3.72 × 10^-4 Ω·cm 과 87.71 % 이었다. 본 연구를 통해 GZO 박막이 매우 유망한 투명 전도막 재료라는 것을 알 수 있었다.

• 한국표면공학회지
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• 제47권2호
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• pp.81-85
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• 2014

Ga doped ZnO (GZO)/Al bi-layered films were deposited on the glass substrate by RF and DC magnetron sputtering and then vacuum annealed at different temperatures of 100, 200 and $300^{\circ}C$ for 30 minutes to consider the effects of annealing temperature on the structural, electrical and optical properties of the films. For all depositions, the thicknesses of the GZO and Al films were kept constant at 95 and 5 nm, respectively, by controlling the deposition time. As-deposited GZO/Al bi-layered films showed a relatively low optical transmittance of 62%, while the films annealed at $300^{\circ}C$ showed a higher transmittance of 81%, compared to the other films. In addition, the electrical resistivity of the films was influenced by annealing temperature and the lowest resistivity of $9.8{\times}10^{-4}{\Omega}cm$ was observed in the films annealed at $300^{\circ}C$. Due to the increased carrier mobility, 2.35 $cm^2V^{-1}S^{-1}$ of the films. From the experimental results, it can be concluded that increasing the annealing temperature enhanced the optical and electrical properties of the GZO/Al films.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.168-168
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• 2010

Transparent conduction oxides (TCOs) films is extensively reported for optoelectronic devices application such as touch panels, solar cells, liquid crystal displays (LCDs), and organic light emitting diodes(OLEDs). Among the many TCO film, indium tin oxide(ITO) is in great demand due to the growth of flat panel display industry. However, indium is not only high cost but also its deposits dwindling. Therefore, many studies are being done on the transparent conductive oxides(TCOs). We fabricated a target of IZTO(In2O3:ZnO:SnO2=70:15:15 wt.%) reduced indium. Then, IZTO thin films were deposited on glass substrates by pulsed DC magnetron sputtering with various oxygen flow ratio. The substrate temperature was fixed at the room temperature. We investigated the electrical, optical, structural properties of IZTO thin films. The electrical properties of IZTO thin films were dependent on the oxygen partial pressure. As a result, the most excellent properties of IZTO thin films were obtained at the 3% of oxygen flow rate with the low resistivity of $7.236{\times}10^{-4}{\Omega}cm$. And also the optical properties of IZTO thin films were shown the good transmittance over 80%. These IZTO thin films were used to fabricated organic light emitting diodes(OLEDs) as anode and the device performances studied. The OLED with an IZTO anode deposited at optimized deposition condition showed good brightness properties. Therefore, IZTO has utility value of TCO electrode although it reduced indium and we expect it is possible for the IZTO to apply to flexible display due to the low processing temperature.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.230-231
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• 2009

펄스 레이저 층착법 (이하 PLD)은 다성분계 산화물 박막 또는 다층구조의 박막 제작에 매우 유용한 기술이다. 본 실험에서는 KrF 엑시머 레이저를 이용하여 pt on Si 기판 위에 150nm 두께의 $Bi_{1.5}ZnNb_{1.5}O_7$(이하 BZN) 박막을 다양한 기판온도에서 제작하였다. XRD를 이용하여 BZN 박막의 구조적 특성을 분석하였고, 박막을 MIM 구조로 제작하여 유정적 특성을 측정하였다. 제조한 BZN 박막은 $500^{\circ}C$ 이상에서 결정질을, $500^{\circ}C$ 이하의 온도에서는 비정질 특성을 보였다. 유전 특성은 100 - 400$^{\circ}C$ 영역에서는 온도가 증가함에 따라 졸은 특성을 나타내었고, $500^{\circ}C$에서부터는 감소하였다. 증착 온도 $400^{\circ}C$에서 제작한 BZN 박막이 유전상수가 67.8, 유전 손실이 0.006으로 가장 줄은 유전특성을 나타내었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.128.2-128.2
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• 2011

스테인레스 스틸 유연기판 위에 플라즈마 화학기상 증착법 (plasma enhanced chemical vapor deposition)을 이용하여 nip 구조의 미세결정질 실리콘 박막 태양전지 (microcrystalline silicon thin film solar cell)를 제조하고 i ${\mu}c$-Si:H광 흡수층과 p ${\mu}c$-Si:H 사이에 i a-Si:H 버퍼 층을 삽입하여 i/p 계면특성을 개선하고 이에 따른 태양전지 성능특성 변화를 조사하였다. ${\mu}c$-Si:H 박막으로 이루어진 i/p 계면에서의 구조적, 전기적 결함은 태양전지 내에서 생성된 캐리어의 재결합과 shunt resistance 감소를 초래하여 개방전압 (open circuit voltage) 및 곡선 인자 (fill factor)를 감소시키는 것으로 알려졌다. 제조된 미세결정질 실리콘 박막 태양전지는 SUS/Ag/ZnO:Al/n ${\mu}c$-Si:H/i ${\mu}c$-Si:H/p ${\mu}c$-Si:H 구조로 제작되었으며 i/p 계면 사이의 i a-Si;H 버퍼층 두께를 변화시키고 이에 따른 태양전지의 특성을 조사하였다. 태양전지의 구조적, 전기적 특성 변화는 Scanning Electron Microscope (SEM), UV-visible-nIR spectrometry, Photo IV와 Dark IV를 통하여 조사하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.3160-3164
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• 2012

저온공정을 위해 스퍼터 방법에 의해 SiOC 박막을 증착하였으며, SiOC 박막 위에 투명전극을 제작하기 위해서 AZO박막과 ZnO 박막을 증착하였다. 박막의 광학적 특성은 PL 분석기와 스펙트라포토미터를 이용하였다. SiOC 박막은 n-type Si 위에 증착하였을 때 증착조건에 따라서 방사 효과가 다양하게 나타났으며, 두꺼운 박막에서 blue shit 현상이 나타났다. SiOC/Si 박막 위에 AZO 박막을 증착할 경우 빛의 흡수영역이 넓어졌다. 이러한 특성은 태양전지의 투명전극을 만들 경우 효율을 높일 수 있게 된다.

• 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.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집
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• pp.179-180
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• 2012

Aluminum alloys are widely known as non-ferrous metal with light weight and high strength. Consequently, these materials take center stage in the aircraft and automobile industry. The Al7075 aluminum alloy is based on the Al-Zn-Mg-Cu and one of the strongest wrought aluminum alloys. Aluminum nitride has ten times higher thermal conductivity($319W/m{\cdot}K$) than Al2O3 and also has outstanding electric insulation($1{\times}1014{\Omega}{\cdot}cm$). Furthermore, it has high mechanical property (430 MPa) even though its co-efficient of thermal expansion is less than alumina For these reasons, it has great possibilities to be used for not only the field which needs high strength lightweight but also electronic material field because of its suitability to be applied to the insulator film of PCB or wafer of ceramic with high heat conduction. This paper investigates the mechanical properties and corrosion behavior of aluminum alloy Al7075 deposited with aluminum nitride thin films To improve the surface properties of Al7075 with respect to hardness, and resistance to corrosion, aluminum nitride thin films have been deposited by pulsed DC reactive magnetron sputtering. The pulsed DC power provides arc-free deposition of insulating films.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.386-387
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• 2007

ICP-CVD(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition)를 이용하여 플라즈마 처리에 따른 Al이 도핑된 ZnO(AZO) 박막의 표면 부착력과 굴절율, 표면거칠기에 관한 연구를 하였다. 플라즈마 처리는 인가전압, 시간을 변수로 하였고 반응 가스는 Ar을 사용하였다. 표면조성은 AFM, 광학적 특성은 UV-Vis 분광계를 이용한 광투과도 측정으로부터 굴절률과 밴드갭을 조사하였고 표면 부착력은 접촉각 분석기(제조사:Kruss)를 사용하여 조사하였다. 플라즈마 처리 시간이 길어짐에 따라 박막 표면의 거칠기가 커지고 부착력은 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.21-21
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• 2010

CIGS 박막 태양전지는 저가 기판의 사용, 원소재 소비가 적은 박막 증착, 연속공정 적용 등으로 인해 결정질 실리콘 태양전지에 비해 제조단가가 낮다. 변환효율의 경우 실험실 수준에서 최고 20%의 효율이 보고되고 있어 다결정 실리콘 태양전지와 견줄 만하다. 따라서 CIGS 박막 태양전지는 제조단가와 효율 면에서 매우 우수한 경쟁력을 가진 태양전지로 인식되고 있다. 일반적으로 CIGS 박막 태양전지는 Substrate/Mo전극/CIGS 광흡수층/CdS 버퍼층/ZnO 투명전극의 기본 구조를 가지고 있으며 다양한 공정과 디자인을 적용하여 제품이 생산되고 있다. 다양한 소재와 공정들 가운데에서 유리 소재를 기판으로 사용하면서 진공증발이나 스퍼터링과 같은 Physical Vapour Deposition(PVD)을 적용하여 CIGS 광흡수층을 제조하는 기술이 가장 보편적으로 적용되고 있다. 즉 상용화에 가장 근접해 있는 기술이라고 할 수 있으며 현재는 대량생산체제 구축을 위한 기술 개발이 진행되고 있다. 또한 종래의 기판소재와 광흡수층 제조 공정의 단점을 극복하기 위한 기술들도 개발되고 있다. 특히 유리 기판 소재를 금속이나 폴리머 소재를 대체하는 기술, PVD 공정이 아닌 비진공 공정을 적용하여 CIGS 광흡수층을 제조하는 기술 등은 응용성과 제조 단가 측면에서의 파급력이 크다고 할 수 있다. 본 발표에서는 저가 고효율 CIGS 박막 태양전지 개발을 위한 이슈들을 정리하고, 이를 해결하기 위한 국내외의 연구 개발 동향을 살펴보고자 한다. 또한 이를 바탕으로 하여 CIGS 박막 태양전지의 발전방향에 대해서 전망하고자 한다.