Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference (한국진공학회:학술대회논문집)
- 2012.02a
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- Pages.441-441
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- 2012
InAs/GaAs 양자점 태양전지의 Photoreflectance Spectra에서 AlGaAs Potential Barrier 두께에 따른 Franz Keldysh Oscillation 주파수 특성
- Son, Chang-Won ;
- Lee, Seung-Hyeon ;
- Han, Im-Sik ;
- Min, Seong-Sik ;
- Ha, Jae-Du ;
- Lee, Sang-Jo ;
- Smith, Ryan P. ;
- Kim, Jong-Su ;
- Lee, Sang-Jun ;
- No, Sam-Gyu ;
- Kim, Jin-Su ;
- Choe, Hyeon-Gwang ;
- Im, Jae-Yeong
- 손창원 (영남대학교 물리학과) ;
- 이승현 (영남대학교 물리학과) ;
- 한임식 (영남대학교 물리학과) ;
- 민성식 (영남대학교 물리학과) ;
- 하재두 (영남대학교 물리학과) ;
- 이상조 (영남대학교 물리학과) ;
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- 김종수 (영남대학교 물리학과) ;
- 이상준 (한국표준과학연구원) ;
- 노삼규 (한국표준과학연구원) ;
- 김진수 (전북대학교 신소재공학부) ;
- 최현광 (인제대학교 나노공학부) ;
- 임재영 (인제대학교 나노공학부)
- Published : 2012.02.08
Abstract
Franz Keldysh Oscillation (FKO)은 p-n 접합 구조의 Photoreflectance (PR) spectra에서 표면 및 계면의 전기장(electric field) 특성을 반영한다. InAs/GaAs 양자점 태양전지(Quantum Dot Solar Cell, QDSC) 구조에서 InAs 양자점 층 전후에 AlGaAs 층을 삽입하여 퍼텐셜 장벽(potential barrier) 두께에 따른 PR spectra 및 GaAs-matrix에서 FKO 주파수 특성을 비교 분석하였다. InAs/GaAs 양자점 태양전지는 p-i-n 구조의 i-GaAs에 2.0 monolayer (ML), 8주기의 InAs 양자점 층을 삽입하여 Molecular Beam Epitaxy (MBE) 방법으로 성장하였다. 각 양자점 층 전후에 두께가 각각 0.0, 1.6, 2.8, 6.0 nm인 AlGaAs 층을 삽입하여 퍼텐셜 장벽 두께에 따른 FKO 주파수 변화를 관측하였다. 또한 태양전지 구조의 전기장 분포를 좀 더 용이하게 관측하기 위해 여기 광의 세기(power intensity)를 충분히 낮추어 Photovoltaic effect에 의한 내부 전기장의 변화를 최소화하여 비교 분석하였다. InAs/GaAs 양자점 태양전지 구조에서 AlGaAs 장벽층이 없는 경우, PR spectra의 Fast Fourier Transform 결과에 반영되는 FKO 주파수 특성은 p-i-n 구조 계면에서 공핍층(depletion region)의 space charge field보다 양자점 층의 내부 전기장에 의한 FKO 주파수가 더 큰 진폭(amplitude)을 보였다. 반면에, AlGaAs 장벽층이 삽입되면 두께가 커짐에 따라 p-i-n 구조 계면의 space charge field에 의해 더 큰 진폭의 FKO 주파수가 관측되었다. 이는 AlGaAs 장벽층이 삽입됨으로써 양자점 층 내 양자 상태 수 및 여기광에 의한 캐리어의 수와 관련이 있음을 확인하였으며, 결과적으로 GaAs-matrix에서 p-i-n 구조 계면의 space charge field에 영향을 미치게 됨을 알 수 있다. 이러한 PR 특성 결과들을 InAs/GaAs 양자점 태양전지의 설계 및 제조에 반영함으로써 양자효율 증대에 기여할 것으로 기대된다.