• 제목/요약/키워드: $CuGaO_2$

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투명 전도막 개선을 통한 Cu(Inx,Ga1-x)Se2 박막태양전지 효율 향상에 관한 연구 (Improvement of Efficiency of Cu(Inx,Ga1-x)Se2 Thin Film Solar Cell by Enhanced Transparent Conductive Oxide Films)

  • 김기림;손경태;김민영;조성희;신준철;임동건
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제27권4호
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    • pp.203-208
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    • 2014
  • In this study, Sputtering method was used to grow Al-dopes ZnO films on a CIGS absorber layer, in order to examine the effect of TCO on properties of CIGS solar cell devices. Structural, electrical and optical properties were investigated by varied thickness of Al-dopes ZnO films. Also, relation to the application as a window layer in CIGS thin film solar cell were studied. It was found that the electrical and structural properties of ZnO:Al film improved with increasing its thickness. However, the optical properties degraded. Jsc of the fabricated CIGS based solar cells was significantly influenced by the variation of the ZnO:Al window layer thickness. Because ZnO:Al window layer is one of the Rs factors in CIGS solar cell. Rs has the biggest influence on efficiency characteristic. In order to obtain high efficiency of CIGS solar cell, ZnO:Al window layer should be fabricated with electrically and optically optimized.

스퍼터링 타겟용 저온 분사 Cu-15 at.%Ga 코팅 소재의 특성에 미치는 열처리 분위기의 영향 (Effect of Heat Treatment Environment on the Properties of Cold Sprayed Cu-15 at.%Ga Coating Material for Sputtering Target)

  • 최병철;박동용;김형준;오익현;이기안
    • 한국분말재료학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.552-561
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    • 2011
  • This study attempted to manufacture a Cu-15 at.%Ga coating layer via the cold spray process and investigated the effect of heat treatment environment on the properties of cold sprayed coating material. Three kinds of heat treatment environments, $5%H_2$+argon, pure argon, and vacuum were used in this study. Annealing treatments were conducted at $200{\sim}800^{\circ}C$/1 hr. With the cold sprayed coating layer, pure ${\alpha}$-Cu and small amounts of $Ga_2O_3$ were detected in the XRD, EDS, EPMA analyses. Porosity significantly decreased and hardness also decreased with increasing annealing temperature. The inhomogeneous dendritic microstructure of cold sprayed coating material changed to the homogeneous and dense one (microstructural evolution) with annealing heat treatment. Oxides near the interface of particles could be reduced by heat treatment especially in vacuum and argon environments. Vacuum environment during heat treatment was suggested to be most effective one to improve the densification and purification properties of cold sprayed Cu-15 at.%Ga coating material.

CIGS 태양전지 제조를 위한 Cu-In-Ga 금속 전구체의 셀렌화 방법 연구 (Selenization methods for CIGS solar cell prepared by Cu-In-Ga metal precursors)

  • 변태준;박래만;정용덕;조대형;이규석;김제하;한전건
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.101.1-101.1
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    • 2010
  • $Cu(InGa)Se_2$ (CIGS) 태양전지는 박막형 태양전지 중 가장 높은 에너지 변환 효율이 보고 되고 있다. CIGS 태양전지를 제조하는 방법은 3 단계 동시 증착법, 금속 전구체의 셀렌화 공정법, 전기 증착법 등이 있다. 이 중 금속 전구체의 셀렌화 공정법은 다른 제조 방법에 비해 대면적 생산에 유리하고, 비교적 공정 과정이 간단하다는 장점이 있다. 하지만 금속 전구체의 미세구조 및 제조 방법, 셀렌화 공정의 최적화에 대한 연구가 부족하다. 본 실험에서는 후면전극으로 사용되는 Mo 층이 증착된 소다회 유리(soda-lime glass)를 기판으로 사용하였다. Cu-In(4:6), Cu-Ga(6:4) 타겟을 DC 스퍼터링 시스템을 이용하여 금속 전구체를 증착하였다. 이 후 미국 Delawere 대학교의 IEC 연구소와 한국전자통신연구원 (ETRI)에서 금속 전구체의 셀렌화 공정을 진행하였다. 셀렌화 공정 전후의 금속 전구체의 결정 크기와 미세구조의 변화를 관찰하기 위하여 주사전자현미경 (SEM)과 X선 회절 분석기 (XRD)를 사용하였다. 센렌화 공정이 진행된 금속 전구체 위에 버퍼층으로 사용되는 CdS와 전면전극으로 사영되는 ZnO, ITO 층을 합성한 후 에너지 변환 효율을 측정하였다. 최고 효율은 9.7%로 관찰되었다.

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졸겔법에 의한 Bi-Sr-Ca-O계 초전도체 선재 제조 (Fabrication of Bi-Sr-Ca-Cu-O superconducting wire by the sol-gel method)

  • 장미혜;한병성
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제5권2호
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    • pp.175-181
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    • 1992
  • Y-Ba-Cu-O계 보다 화학적 내구성이 좋은 Bi-Sr-Ca-Cu-O계 초전도체 wire를 중합 binder와 초전도체 파우더를 혼합하여 sol-gel법으로 제조하였다. 여러가지 혼합비와 열처리 조건하에서 제조한 wire의 특성분석 결과 Bi$_{2}$Sr$_{2}$Ca$_{2}$Cu$_{3}$O계 초전도체와 binder의 최적 혼합율은 22.25%이었고 가열비는 0.33.deg.C/min로 500.deg.C까지는 Ar gas와 $O_{2}$ gas분위기로 열처리하고 500.deg.C에서 835.deg.C까지는 $O_{2}$ gas분위기에서 40h동안 열처리하였을때 임계온도 98K를 갖는 초전도 선재를 얻을 수 있었다.

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이산화탄소의 접촉수소화반응을 통한 탄화수소의 합성에 관한 연구 (A Study on the Synthesis of Hydrocarbon through Carbon Dioxide Hydrogenation)

  • 박영권;박광천;정광은;전종기;임선기;이동근
    • 공업화학
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    • 제8권1호
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    • pp.140-145
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    • 1997
  • $Cu/ZnO/ZrO_2$와 MFI계열의 제올라이트(HZSM-5, H-Ga-Sllicate, H-Fe-Silicate)로 이루어진 혼성촉매상에서 이산화탄소 접촉수소화반응을 수행하였다. MFI계열의 제올라이트중 브뢴스테드 산점양이 가장 많은 HZSM-5를 포함한 혼성촉매가 가장 높은 $C_2{^+}$ 탄화수소 수율을 나타내었다. HZSM-5를 포함한 혼성촉매 중에서는 $SiO_2/Al_2O_3$비가 낮을수록, 이온교환 시간이 많을수록 즉 브뢴스테드 산점의 양이 많을수록 $C_2{^+}$ 탄화수소에 대한 수율이 높았다. HZSM-5에 금속이온을 이온 교환 하였을 경우, $HZSM-5{\simeq}Ga/HZSM-5>Zn/HZSN-5$의 순서로 활성이 높았는데 이 또한 브뢴스테드 산점수가 많을수록 활성이 증가하였다.

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Cu계 $I-III-VI_2$ 화합물 박막 태양전지 연구 (A Study on the Cu-based $I-III-VI_2$ Compound Thin Film Solar Cells)

  • 윤재호;안세진;김석기;이정철;송진수;안병태;윤경훈
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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    • pp.109-112
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    • 2005
  • Cu계$I-III-VI_2$화합물은 직접천이형 반도체로 광흡수계수가 매우 높아 박막형 태양전지 제조에 매우 유리하다 또한 화학적으로 안정하며 Ga, A1등을 첨가하면 에너지 금지대폭을 조절할 수 있어 Wide Bandgap 태양전지 및 탠덤구조 태양전지를 제조하기에도 용이하다. $CuInSe_2(CIS)$ 물질에서 In을 $20-30\%$ 정도 치환한 $Cu(In,\;Ga)Se_2(CIGS)$ 태양전지의 경우 $19.5\%$의 세계 최고 효율을 보고하고 있으며 이는 다결정 실리콘 태양전지의 효율과 비슷한 수준이다. 본 연구에서는 동시 진공증발법을 이용하여 증착한 CIGS 박막 및 $CuGaSe_2(CGS)$ 박막을 이용하여 태양전지를 제조하였다. 공정의 재현성 및 결정립계가 큰 광흡수층 제조를 위하여 실시간 기판 온도 모니터링 시스템을 도입하였으며 버퍼층으로는 용액성장한 CdS 박막을 사용하였다. SLG/MO/CIGS(CGS)/CdS/ZnO/Al구조의 태양전지를 제조하여 면적 $0.5cm^2$에서 각각 $15\%$(CIGS)와 $7\%(CGS)$의 효율을 얻었다.

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BNT-ST 세라믹스의 저온 소결과 강유전 및 압전 특성 (Low Temperature Sintering of (Bi1/2Na1/2)TiO3-SrTiO3 Ceramics and Their Ferroelectric and Piezoelectric Properties)

  • 권현희;황가희;천채일;채기웅
    • 센서학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.238-245
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    • 2023
  • 0.75(Bi1/2Na1/2)TiO3-0.25SrTiO3 (BNT-25ST) ceramics with high densities were successfully prepared at a sintering temperature of 1,000℃ by adding a mixture of 1 mol% CuO and 0.5 mol% Na2CO3 or 0.5 mol% CuO and 0.25 mol% Na2CO3. Double polarization-electric field (P-E) hysteresis curves and sprout-shaped bipolar strain-electric field (S-E) hysteresis curves with small negative strains were observed in the pristine and CuO-added BNT-25ST ceramics whereas the Na2CO3-added sample showed similar P-E and S-E curves to a typical ferroelectric. The pristine BNT-25ST ceramics showed an extremely large strain and a large-signal piezoelectric strain constant (d33*): 0.287 % at 80 kV/cm and 850 pm/V at 20 kV/cm. Similar values, 0.248 % at 80 kV/cm and 655 pm/V at 20 kV/cm, were obtained in the CuO-added sample. However, the pristine and CuO-added samples showed large hysteresis in unipolar S-E curves at an electric field of less than 20 kV/cm. The Na2CO3-added sample showed smaller values of the strain and d33* but displayed a linear change and small hysteresis in the unipolar S-E curve. The co-added sample with CuO and Na2CO3 displayed intermediate P-E and S-E hysteresis curves.

CIGS 태양전지의 윈도우 층에 적용되는 ZnO 박막 특성에 관한 온도의 영향 (Effect of Temperature on the Characteristics of ZnO Thin Film Applied to the Window Layer of CIGS Solar Cells)

  • 정경서;권상직;조의식
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제26권4호
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    • pp.304-308
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    • 2013
  • For the application to the window layer of $Cu(In,Ga)Se_2$(CIGS) solar cell, zinc oxide(ZnO) thin film was deposited at various temperatures by in-line pulsed DC sputtering. From the structural, optical, and electrical investigation and analysis, it was possible to obtain the lower thickness, the lower resistivity, and the higher transmittance at a higher process temperature. The energy band gap of ZnO was calculated using the transmittance data and was analyzed in terms of the dependency on temperature. From the X-ray diffraction(XRD) results, it was possible to conclude that a dominant peak was found about $34.2{\sim}34.6^{\circ}$(111) and crystallinity was obtained at a temperature above $150^{\circ}C$.

$CulnSe2$계 화합물 박막 태양전지 연구 (A Study on the Cu-based $I-III-VI_2$ Compound Thin Film Solar Cells)

  • 윤재호;안세진;김석기;이정철;송진수;김기환;안병태;윤경훈
    • 신재생에너지
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    • 제1권2호
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    • pp.6-10
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    • 2005
  • [ $CulnSe2$ ]계 화합물은 직접천이형 반도체로 광흡수계수가 매우 높아 박막형 태양전지 제조에 매우 유리하다. 또한 화학적으로 안정하며 Ga, Al 등을 첨가하면 에너지 금지대폭을 조절할 수 있어 Wide Bandgap 태양전지 및 탠덤구조 태양전지를 제조하기에도 용이하다. CIS 물질에서 In을 $20-30\%$ 정도 치환한 $Cu(In,\;Ga)Se_2(CIGS)$ 태양전지의 경우 19.5%의 세계 최고 효율을 보고하고 있으며 이는 다결정 실리콘 태양전지의 효율과 비슷한 수준이다. 본 연구에서는 동시 질공증발법을 이용하여 증착한 CIGS 박막 및 $CuGaSe_2(CGS)$ 박막을 이용하여 태양전지를 제조하였다. 공정의 재현성 및 결정립계가 큰 광흡수층 제조를 위하여 실시간 기판 온도 모니터링 시스템을 도입하였으며 버퍼층으로는 용액성장한 CdS 박막을 사용하였다. SLG/MO/CIGS(CGS)/CdS/ZnO/Al 구조의 태양전지를 제조하여 면적 $0.5cm^2$에서 각각 $17\%(CIGS)$$7\%(CGS)$의 효율을 얻었다.

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Mo 박막의 성장조건에 따른 Cu(InGa)$Se_2$ 박막 태양전지의 광변환효율 (Photovoltaic Properties of Cu(InGa)$Se_2$ Solar Cells with Sputter Conditions of Mo films)

  • 김석기;이정철;강기환;윤경훈;박이준;송진수;한상옥
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 춘계학술대회 논문집 유기절연재료 전자세라믹 방전플라즈마 일렉트렛트 및 응용기술
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    • pp.63-66
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    • 2002
  • Bi-layer Mo films were deposited on sodalime glass substrates using DC magnetron sputtering. As the gas pressure and power density, the resistivity varied from $1.5{\times}10^{-5}$ to $4.97{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$. Furthermore, stress direction yielded compressive-to-tensile transition stress curves. The microstructure of the compressive stress films which had poor adhesion consists of tightly packed columns, but of the tensile-stressed films had less dense structure. Under all gas pressure conditions, Mo films exhibited distinctly increasing optical reflection with decreasing gas pressure. The expansion of (110) peak width with the gas pressure meant the worse crystalline growth. Also, The highest efficiency was 15.2% on 0.2 $cm^2$. The fill factor, open circuit voltage and short circuit current were 63 %, 570 m V and 42.6 $mA/cm^2$ respectively.

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