• 신재생에너지
• /
• 제2권3호
• /
• pp.31-36
• /
• 2006

Superstrate pin amorphous silicon thin-film(a-Si:H) solar cells are prepared on $SnO_2:F$ and ZnO:Al transparent conducting oxides(TCO) in order to see the effect of TCO/p-layers on a-Si:H solar cell operation. The solar cells prepared on textured ZnO:Al have higher open circuit voltage VOC than cells prepared on $SnO_2:F$. Presence of thin microcrystalline p-type silicon layer(${\mu}c-Si:H$) between ZnO:Al and p a-SiC:H plays a major role by causing improvement in fill factor as well as $V_{OC}$ of a-Si:H solar cells prepared on ZnO:Al TCO. Without any treatment of pi interface, we could obtain high $V_{OC}$ of 994mV while keeping fill factor(72.7%) and short circuit current density $J_{SC}$ at the same level as for the cells on $SnO_2:F$ TCO. This high $V_{OC}$ value can be attributed to modification in the current transport in this region due to creation of a potential barrier.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
• /
• pp.158-161
• /
• 2006

Superstrate pin amorphous silicon thin-film (a-Si:H) solar cells are prepared on $SnO_2:F$ and ZnO:Al transparent conducting oxides (TCO) In order to see the effect of TCO/P-layers on a-Si:H solar cell operation. The solar cells prepared on textured ZnO:Al have higher open circuit voltage $V_{oc}$ than cells prepared on $SnO_2:F$. Presence of thin microcrystalline p-type silicon layer $({\mu}c-Si:H)$ between ZnO:Al and p a-SiC:H plays a major role by causing improvement in fill factor as well as $V_{oc}$, of a-Si:H solar cells prepared on ZnO:Al TCO. Without any treatment of pi interface, we could obtain high $V_{oc}$, of 994mv while keeping fill factor (72.7%) and short circuit current density $J_{sc}$ at the same level as for the cells on $SnO_2:F$ TCO. This high $V_{oc}$ value can be attributed to modification in the current transport in this region due to creation of a potential barrier.

• 한국재료학회지
• /
• 제20권9호
• /
• pp.494-499
• /
• 2010

Tin oxide thin films were prepared on borosilicate glass by rf reactive sputtering at different deposition powers, process pressures and substrate temperatures. The ratio of oxygen/argon gas flow was fixed as 10 sccm / 60 sccm in this study. The structural, electrical and optical properties were examined by the design of experiment to evaluate the optimized processing conditions. The Taguchi method was used in this study. The films were characterized by X-ray diffraction, UV-Vis spectrometer, Hall effect measurements and atomic force microscope. Tin oxide thin films exhibited three types of crystal structures, namely, amorphous, SnO and $SnO_2$. In the case of amorphous thin films the optical band gap was widely spread from 2.30 to 3.36 eV and showed n-type conductivity. While the SnO thin films had an optical band gap of 2.24-2.49 eV and revealed p-type conductivity, the $SnO_2$ thin films showed an optical band gap of 3.33-3.63 eV and n-type conductivity. Among the three process parameters, the plasma power had the most impact on changing the structural, electrical and optical properties of the tin oxide thin films. It was also found that the grain size of the tin oxide thin films was dependent on the substrate temperature. However, the substrate temperature has very little effect on electrical and optical properties.

• 센서학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.40-47
• /
• 2024

The creation of vertically aligned one-dimensional (1D) nanostructures through the decoration of n-type tin oxide (SnO₂) on p-type chromium oxide (Cr₂O₃) constitutes an effective strategy for enhancing gas sensing performance. These heterostructures are deposited in multiple stages using a glancing angle deposition technique with an electron beam evaporator, resulting in a reduction in the surface porosity of the nanorods as SnO₂ is incorporated. In comparison to Cr₂O₃ films, the bare Cr₂O₃ nanorods exhibits a response 3.3 times greater to 50 ppm H₂S at 300℃, while the SnO₂-decorated Cr₂O₃ nanorods demonstrate an eleven-fold increase in response. Furthermore, when subjected to various gases (CH₄, H₂S, CO₂, H₂), a notable selectivity toward H₂S is observed. This study paves the way for the development of p-type semiconductor sensors with heightened selectivity and sensitivity towards H₂S, thus advancing the prospects of gas sensor technology.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.27-28
• /
• 2014

투명전극이란 전기 전도도를 갖는 동시에 가시광선 영역에서 빛을 투과하는 성질을 가지는 소재이다. 일반적으로 가시광선 영역(380nm~780nm)에서 80%이상의 광 투과도를 가지며, 비저항이 $10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$ 이하, optical band gap 이 3.3 eV 이상인 물질을 TCO(Transparent Conducting oxide)라고 한다. 현재까지 국내의 TCO 관련 연구는 터치패널, 디스플레이, 태양전지 등 광전자분야에서 가장 널리 사용되고 있는 ITO(Sn:In2O3)에 치중되어 있으며, 관련 연구도 거의 디스플레이 맞춤형 연구개발이 주류를 이루어왔다. ITO가 전기전도성이 우수하고 동시에 가시광선 영역에서의 투과율도 80%이상으로 전기적, 광학적 특성이 우수하다는 장점을 가지고 있으나, In의 희소성으로 인한 고가격, 유독성, 접착력 문제 때문에 이를 대체하기 위해 제조원가가 ITO에 비하여 월등히 저렴하고 내화학성과 내마모성이 우수하면서도, 가시광선 영역에서의 광투과율이 80%이상으로 좋다는 $SnO_2$에 관한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 적절한 dopant를 첨가하여 $SnO_2$자체의 높은 광학적 투과도를 유지하면서 전기전도성을 더 높일수 있고, 투명전극이 가져야 할 고온 안정성을 가지고 있으며 비독성이고 수소 플라즈마에 대한 내성이 더 클 뿐만 아니라 저온에서 성장이 가능하다. $SnO_2$의 전기 전도도를 높이기 위한 Al, In, Ga, B와 같은 3족 원소가 $SnO_2$의 n형 dopant로 널리 사용되고 있다. 그 중 Al은 반응성이 커서 박막 증착 중에 산화되기 쉬운 반면, 전기적 특성 및 광학적 특성의 향상을 이룰 수 있다. 본 연구에서는 Rf Sputtering법을 사용하여 quartz기판 위에 다층박막 형태의 투명전도막을 제작한 후, 열처리를 수행, 이에 의한 다층박막 내 계면간 상호확산 현상을 이용하여 투명 전도막의 특성변화를 관찰하였다. 박막의 구조적 특성은 XRD장비를 사용하여 분석하였으며, 전기적, 광학적 특성은 각각 표면저항기, 홀 측정 장비, 그리고 UV-VIS-NI를 사용하여 확인하였다.

• 센서학회지
• /
• 제29권6호
• /
• pp.420-426
• /
• 2020

A metal oxide semiconductor gas sensor is operated by measuring the changes in resistance that occur on the surface of nanostructures for gas detection. ZnO, which is an n-type metal oxide semiconductor, is widely used as a gas sensor material owing to its high sensitivity. Various ZnO nanostructures in gas sensors have been studied with the aim of improving surface reactions. In the present study, the sol-gel and vapor phase growth techniques were used to fabricate nanostructures to improve the sensitivity, response, and recovery rate for gas sensing. The sol-gel method was used to synthesize SnO₂ nanoparticles, which were used as the seed layer. The nanoparticles size was controlled by regulating the process parameters of the solution, such as the pH of the solution, the type and amount of solvent. As a result, the SnO₂ seed layer suppressed the aggregation of the nanostructures, thereby interrupting gas diffusion. The ZnO nanostructures with a sol-gel processed SnO₂ seed layer had larger specific surface area and high sensitivity. The gas response and recovery rate were 1-7 min faster than the gas sensor without the sol-gel process. The gas response increased 4-24 times compared to that of the gas sensor without the sol-gel method.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
• /
• pp.942-945
• /
• 2003

Nerve gas sensor based on tin oxide was fabricated and its characteristics were examined. Target gas was dimethylmethylphosphonate($C_3H_9O_3P$, DMMP) that is simulant gas of nerve gas. Sensing material was $SnO_2$ added ${\alpha}-Al_2O_3$ with $4{\sim}20wt.%$ and was physically mixed. And then it was deposited by screen printing method on alumina substrate. Sensor device was consisted of sensing electrode with interdigit(IDT) type in front and heater in back side. Total size of device was $7{\times}10{\times}0.6mm^3$. Crystallite size of fabricated $SnO_2$ were characterized by X-ray diffraction(XRD, Rigaku) and morphology of the $SnO_2$ powders was observed by a scanning electron microscope(SEM, Hitachi). Fabricated sensor was measured as flow type and sensor resistance change was monitored real time using LabVIEW program. The best conditions as added $Al_2O_3$ amounts and operating temperature changes were 4wt.% and $300^{\circ}C$ in DMMP 0.5ppm, respectively. The sensitivity was over 75%. Response and recovery times were about 1 and 3 min., respectively. Repetition measurement was very good with ${\pm}3%$ in full scale.

• 대한환경공학회지
• /
• 제22권12호
• /
• pp.2263-2273
• /
• 2000

희분식 고온/고압 미분반응기를 이용하여 습식산화 반응시 대표적 난분해성 중간 산화물질로 알려진 아세트산을 산화반응 기질로 하여 여러 가지 담체 및 촉매의 조합에 대한 산화반응성을 실험하였다. 사용된 담체는 다공성 실리카($SiO_2$), 티타니아($TiO_2$), 지르코니아($ZrO_2$), $ZrSiO_4$, $ZrO_2(10wt%)/TiO_2$ 등이었으며 촉매활성성분온 크게 Ru, Mn, Ce의 세 가지로서 단독 혹은 조합사용(2성분계 및 3성분계)시의 산화활성에 대하여 조사하였다. 이를 통하여 일차척인 활성이 우수한 것으로 나타난 $Mn(2.8)-Ce(7.2wt%)/TiO_2$ 혹은 $Ru(0.5)-Mn(2.7)-Ce(6.8wt%)/TiO_2$ 기준촉매의 활성증진을 위하여 p-type 반도체 물질(CoO, SnO 및 $Ag_2O$)를 첨가제로 소량 사용함으로써 이에 따른 습식산화 반응 상대 활성실험을 수행하였다. 우선, $Mn-Ce/TiO_2$ 기준촉매에 있어서, p-type 반도체 물질(CO, Sn Ag)을 첨가한 경우, 모두 활성증진효과를 보이며 크기 정도는 Co> Ag >Sn순이었다. 특히, $Mn(2.7)-Ce(6.8)-Co(0.5wt%) /TiO_2$에 있어서는 약 2.6배의 높은 활성상승이 나타났다. 이의 가시적인 주원인은 표면적 증가 및 시너지 효과에 기인하는 것으로 판단되었다. $Ru-Mn-Ce/TiO_2$ 기준 촉매에 있어서는 $Ru(O.5)-Mn(2.4)-Ce(6.1)-Co(1.0wt%)/TiO_2$에서만 활성증진효과를 보였으며 그 이외의 다른 경우에 있어서는 표면적 및 활성감소가 일어났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
• /
• pp.256-256
• /
• 2010

투명전극부터 디스플레이 산업에 이르기까지 광범위하게 응용되어지고 있고 개발되어지고 있는 투명전도산화물(TCO)은 ZnO, In2O3, SnO2 등을 기본으로 하는 n-type 재료가 대부분이다. 그러나 투명전도 산화물을 이용한 light emitting diode(LED), 투명한 태양전지, p-형 TFT와 같은 투명전자소자의 개발을 위해서는 p-type 소재가 필수적이다. p-type TCO 소재는 비교적 연구 개발 실적이 매우 부진한 실정이었다. 1997년 넓은 밴드갭을 가지는 ABO2(delafossite) 산화물이 p-type으로서 안정적이라는 것을 보고함에 따라 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재 ABO2 형태를 가진 Delafossite구조 산화물이 가장 유망한 p-type 투명전도체 소재로 거론되고 있다. Delafossite 구조가 p-type 투명전도체에 적합한 결정구조인 이유는 밴드갭이 넓고 공유결합에 유리하기 때문이다. Delafossite구조는 상온에서 2종류의 polytype(상온에서 Rhombohedaral구조와 hexagonal 구조)이 존재하며 이들은 각각 3R 및 2H의 결정 구조를 가지고 있다. ABO2의 delafossite구조에서 Cu+의 배열은 c-축을 따라 Cu-O-Cr-O-Cu의 연속적인 층 구조로서 2차원연결로 보여 진다. 보고된 Cu- base delafossite구조를 가지는 재료들은 CuAlO2, CuGaO2, CuInO2 등 여러가지가 있다. 본 연구에서는 PLD를 이용하여 c-plane 사파이어 기판위에 성장된 delafossite구조인 CuCrO2박막의 특성을 알아보았다. p-type 특성을 위하여 CuCrO2에 Zn를 첨가하였으며 그에 따른 구조적 전기적 특성을 조사하였다. 성장온도와 산소분압을 $500{\sim}700^{\circ}C$, 0~10mTorr로 변화시켜 특성을 연구하였다. 성장온도 $700^{\circ}C$, 산소분압 10mTorr에서 c-plane 사파이어 기판위에 c-축 배향의 에피성장된 CuCrO2:Zn 박막을 얻을 수 있었다. Mg를 도핑함에 따른 p-type 특성보다 현저히 떨어지는 것을 확인하였다. 또한 동일한 조건임에도 특정한 이차상의 존재를 통해 도핑된 Zn의 위치를 추측할 수 있었다. 온도와 분압에 따른 결정성과 표면상태를 SEM을 통해서 확인하였다.

• Journal of Ceramic Processing Research
• /
• 제13권spc2호
• /
• pp.394-397
• /
• 2012

In this work, we studied the influence of the dopant elements concentration on the properties of SnO2 thin films deposited by pulsed laser deposition. X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), Hall effect measurement and UV-Vis studies were performed to characterize the deposited films. XRD results showed that the films had polycrystalline nature with tetragonal rutile structure. FE-SEM micrographs revealed that the as deposited films composed of dense microstructures with uniform grain size distribution. All the films show n-type conduction and the best transparent conductive oxide (TCO) performance was obtained on 6 wt% Sb2O5 doped SnO2 film prepared at pO2 of 60mtorr and Ts of 500 ℃. Its resitivity, optical transmittance, figure of merit are 7.8 × 10-4 Ω cm, 85% and 1.2 × 10-2 Ω-1, respectively.