Photoelectric Properties of PbTe/CuPc Bilayer Thin Films

PbTe/CuPc 이층박막의 광전 특성

The crystallized CuPc and PbTe films are formed by thermal evaporation and pulsed ArF excimer laser ablation. Structural and electrical properties of thin film is observed by XRD and current-voltage(I-V) curves. From XRD analysis, both PbTe and CuPc thin films show a-axis oriented structure. For the measurement of photovoltaic effect, the transverse current-voltage curve of CuPc/Si, PbTe/Si and PbTe/CuPc/Si junctions have been analyzed in the dark and under illumination. The PbTe/CuPc/Si junction exthibits a strong photovoltaic characteristics with short circuit current($J_{sc}$) of $25.46\;mA/cm^{2}$ and open-circuit voltage($V_{oc}$) of 170 mV. Quantum efficiency and power conversion efficiency are calculated to be 15.4% and $3.46{\times}10^{-2}$, respectively. Based on the results of QE and ${\eta}$, the photocurrent process of PbTe/CuPc/Si junction can be explained as following three effective steps; photocarrier generation in the CuPc layer, carrier separation at PbTe/CuPc interface, and finally a transportation of electrons through the PbTe layer.

Plused ArF excimer laser ablation과 열증착법에 의해 p형 Si 기판위에 PbTe/CuPc 박막을 증착하였다. 성장된 박막의 구조적, 전기적 특성은 XRD, 전류-전압 곡선등의 분석으로 행하였다. XRD 분석으로부터 PbTe박막과 CuPc 박막은 a 축의 배향성을 지닌 박막으로 성장하였음을 알 수 있었다. PbTe/CuPc/Si 박막의 광전특공을 조사하기 위하여 빛을 조사했을 때와 빛을 조사하지 않았을 때의 수직방향의 전류-전압 (I-V) 특성을 CuPc/Si, PbTe/Si 단층막의 특성과 비교 관찰하였다. PbTe/CuPc/Si 박막에서 단축 광전류 ($J_{sc}$)가 $25.46\;mA/cm^{2}$, 개회로 광전압 ($V_{oc}$)이 170 mV인 커다란 광기전력 특성을 나타내었다. 또한 양자효율 (QE)은 15 %, 광전변환효율 (${\eta}$)은 $3.46{\times}10^{-2}$로 측정되었다. QE와 ${\eta}$를 기초로 한 PbTe/CuPc/Si 접합과 광전류 과정은 CuPc 층에서의 광캐리어 생성, PbTe/CuPc 계면에 의 광캐리어 분리 그리고 PbTe층에서의 광캐리어 운송 역할이 효율적으로 수행된 결과임을 알 수 있었다.