• 제목/요약/키워드: $CuInS_2$ thin film

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Effect of Acvated Oxygen Plasma on the Crystallinity and Superconductivity of $Yba_2Cu_3-O_{7-x}$ Thin Films Prepated by Reactive Co-evaporation method

  • Chang, Ho-Jung;Kim, Byoung-Chul;Akihama, Ryozo;Song, Jin-Tae
    • 한국재료학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.280-286
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    • 1994
  • As-grown $YBa_2Cu_3O_{7-x}$ films on MgO(100)substrates were prepated by a reactive co-evaporation method, and effects of activated oxygen plasma on the crystallinity and superconductivity at substrate temperature ranging from $450^{\circ}C$ to $590^{\circ}C$ were investigated. The film deposited under the activated oxygen plasma at the substrate temperature of $590^{\circ}C$ had a single crystal phase. Whereas, when films were deposited under only oxygen gas, they were not in perfect single crystal phase but with slight polycrystalline nature. When the substrate temperature was $590^{\circ}C$, $Tc_{zero}$'s were 83K and 80K for films with and without activated oxygen plasma, respectively. The critical temperature, the crystal structure and the surface morphology of as-grown films were found to be insensitive to the activated oxygen plasma which is introduced during deposition instead of oxygen gas, but the crystalline quality was improved somewhat by the introduction by the introduction of actvated oxygen plasma.

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소형 SQUID, 직접 되먹임 방식 전자회로, 고온초전도 SQUID 주사현미경의 개량 (Development of Small-sized SQUID and Direct-coupled Electronics for High-$T_c$ Scanning SQUID Microscope)

  • 백범;이승민;윤주환;김정구
    • Progress in Superconductivity
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    • 제3권1호
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    • pp.78-82
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    • 2001
  • The spatial resolution of $high-T_{c}$ scanning SQUID microscope is limited by the washer size of SQUID and the gap distance between SQUID sensor and the sample. In this work, we tried to improve the spatial resolution of scanning SQUID microscope by reducing the size of SQUID sensor fabricated with $YBa_2$$Cu_3$$O_{7}$ thin film. Outer dimensions of the SQUiDs we tested are 24 $\mu\textrm{m}$ $\times$ $ 28\mu\textrm{m}$, $12 \mu\textrm{m}$ $\times$ $16\mu\textrm{m}$, $12\mu\textrm{m}$ x $12\mu\textrm{m}$, $10 \mu\textrm{m}$ $\times$ $10 \mu\textrm{m}$ each. To operate them in the flux-locked loop scheme, we used a direct-coupled electronics instead of using conventional electronics involving a modulation scheme. Since the direct-coupled feedback scheme does not require modulation current adjustment that poses as a practical difficulty in the SQUID operation in modulation-scheme, the direct feedback operation is rather simpler than the conventional modulation method. The resulting noise features were dominated by the noise of preamp in FLL electronics except that of the largest SQUID. The noise levels of SQUIDs are expected below 1$\times$$10^{-5}$ $\Phi_{0}$H $z^{1}$2/ (at 300 Hz), that is a typical noise level for SQUID made of $YBa_2$C $u_3$$O_{7}$ thin film. The data acquisition and motion-controlling parts were also improved, resulting in faster data acquisition rate and less vibration of the system.m.

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새로운 HVT 성장방법을 이용한 CIGS 결정성장 (New fabrication of CIGS crystals growth by a HVT method)

  • 이강석;전헌수;이아름;정세교;배선민;조동완;옥진은;김경화;양민;이삼녕;안형수;배종성;하홍주
    • 한국결정성장학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.107-112
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    • 2010
  • 높은 광흡수 계수를$(1{\times}10^5cm^{-1})$ 가지는 CIGS는 Ga의 비율에 따라서 밴드갭을 조절할 수 있다는 장점을 지니고 있다. CIGS의 밴드갭은 Ga의 비율에 따라 $CuInSe_2$(Eg: 1.0 eV)에서 $CuGaSe_2$(Eg: 1.68 eV)까지의 범위에 존재하며, 태양전지에 서 이상적인 fill factor 모양을 가지도록 Ga의 비율을 높게 조성한다. CIGS 흡수층을 제작하는 방법에는 co-evaporator 방식이 가장 널리 사용되며 연구되고 있다. 이에 본 연구에서는 수평 형태의 hydride vapor transport (HVT)법을 고안하여 CIGS 나노 구조 및 에피성장을 시도하였다. HVT법은 $N_2$ 분위기에서 원료부의 CIGS 혼합물을 HCl과 반응시켜 염화물 기체상태로 변환 후 growth zone까지 이동하여 성장을 하는 방식이다. 성장기판은 c-$Al_2O_3$ 기판과 u-GaN을 사용하였다. 성장 후 field emission scanning electron microscopy(FE-SEM)과 energy dispersive spectrometer(EDS)를 이용하여 관찰하였다.

박막 태양전지의 기술개발 동향 (Development Trends of Thin Film Solar Cell Technologies)

  • 윤선진;정용덕;임정욱;박헌균;김제하
    • 전자통신동향분석
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    • 제27권1호
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    • pp.38-50
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    • 2012
  • 박막 태양전지 기술은 현재 가장 큰 시장점유율을 보이고 있는 결정질 Si 태양전지와 비교되는 차세대 태양전지 기술로서 큰 관심을 받고 있다. 결정질 Si 태양전지의 효율보다 높은 효율로서, 훨씬 저가로 생산할 수 있는 수준을 목표로 하여 다양한 종류의 박막 태양전지들이 개발되고 있는데, 본고에서는 그 중에서 가장 많이 연구개발되고 있는 세 종류의 박막 태양전지, 즉, 화합물 반도체 박막 태양전지 중 가장 대표적인 CIGS(Cu(InGa)Se2) 태양전지, 지구상에 가장 풍부한 무기 소재인 Si를 기반으로 하는 비정질 Si 박막 태양전지, 그리고 유기물 기반 태양전지 중 가장 높은 효율을 나타내는 DSSC에 대해서 중점적으로 기술하였다.

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4성분계 화합물 타겟을 이용한 단일공정 스퍼터링에 의한 CIGS 박막태양전지 (CIGS thin film solar cells prepared by one-step sputtering using a quaternary compound target)

  • 김태원;박재철;박신영;송국종
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.45-46
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    • 2015
  • Se 원소가 포함된 $CuIn_xGa_{1-x}Se_2$(CIGS) 단일 스퍼터링 타겟을 이용하여 후처리 공정없이 단일 스퍼터링 공정만으로 CIGS 흡수층 박막을 증착하여 소자 특성을 확인하였다. 단일 CIGS 흡수층 공정이 적용된 CIGS 박막태양전지 소자(유리기판/Mo/단일 CIGS 흡수층 박막/CdS/i-ZnO/Al-doped ZnO/Ni-Al grid)에서 10.0%의 태양광 변환 효을을 달성하였으며, 이는 기존의 복잡한 공정구조를 해결하여 대면적 양산화 CIGS 제조 공정에도 적용할 수 있음을 확인하였다.

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저잡음 심자도측정시스템 개발을 위한 고온초전도 SQUID 센서의 제작 (Fabrication of HTS SQUID Sensors for the Application to a High S/N Ratio Magnetocardiograph System)

  • 김인선;유권규;박용기
    • Progress in Superconductivity
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    • 제6권1호
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    • pp.19-23
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    • 2004
  • YBCO do superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometers based on bicrystal Josephson junctions on 10 mm ${\times}$ 10 mm $SrTiO_3$ substrates have been fabricated. The pickup coil of the device was designed to have 16 parallel loops with 50-fm-wide lines. We could obtain optimised direct coupled YBCO SQUID magnetometer design with field sensitivity $B_{N}$ $\Phi$/ of $4.5 nT/\Phi_{0}$ and magnetic field noise $B_{N}$ of about $22 fT/Hz^{1}$2/ with an I/f corner frequency of 2 Hz measured inside a magnetically shielded room. Preliminary results of magnetocardiograph measurement using the HTS SQUID magnetometers show signal to noise ratio of about 110, which is comparable to the quality of a commercial MCG system based on Nb-SQUIDs.

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CBD 방법에 의한 ZnS 버퍼층 형성의 착화제 농도에 따른 영향 (Effect of the Concentration of Complexing Agent on the Formation of ZnS Buffer Layer by CBD Method)

  • 권상직;유인상
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제30권10호
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    • pp.625-630
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    • 2017
  • ZnS was chemically deposited as a buffer layer alternative to CdS, for use as a Cd-free buffer layer in $Cu(In_{1-x}Ga_x)Se_2$ (CIGS) solar cells. The deposition of a thin film of ZnS was carried out by chemical bath deposition, following which the structural and optical properties of the ZnS layer were studied. For the experiments, zinc sulfate hepta-hydrate ($ZnSO_4{\cdot}7H_2O$), thiourea ($SC(NH_2)_2$), and ammonia ($NH_4OH$) were used as the reacting agents. The mole concentrations of $ZnSO_4$ and $SC(NH_2)_2$ were fixed at 0.03 M and 0.8 M, respectively, while that of ammonia, which acts as a complexing agent, was varied from 0.3 M to 3.5 M. By varying the mole concentration of ammonia, optimal values for parameters like optical transmission, deposition rate, and surface morphology were determined. For the fixed mole concentrations of $0.03M\;ZnSO_4{\cdot}7H_2O$ and $0.8M\;SC(NH_2)_2$, it was established that 3.0 M of ammonia could provide optimal values of the deposition rate (5.5 nm/min), average optical transmittance (81%), and energy band gap (3.81 eV), rendering the chemically deposited ZnS suitable for use as a Cd-free buffer layer in CIGS solar cells.

Solar Photovoltaics Technology: No longer an Outlier

  • Kazmerski, Lawrence L.
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.70-70
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    • 2011
  • The prospects of current and coming solar-photovoltaic (PV) technologies are envisioned, arguing this solar-electricity source is beyond a tipping point in the complex worldwide energy outlook. Truly, a revolution in both the technological advancements of solar PV and the deployment of this energy technology is underway; PV is no longer an outlier. The birth of modern photovoltaics (PV) traces only to the mid-1950s, with the Bell Telephone Laboratories' development of an efficient, single-crystal Si solar cell. Since then, Si has dominated the technology and the markets, from space through terrestrial applications. Recently, some significant shift toward technology diversity have taken place. Some focus of this presentation will be directed toward PV R&D and technology advances, with indications of the limitations and relative strengths of crystalline (Si and GaAs) and thin-film (a-Si:H, Si, Cu(In,Ga)(Se,S)2, CdTe). Recent advances, contributions, industry growth, and technological pathways for transformational now and near-term technologies (Si and primarily thin films) and status and forecasts for next-generation PV (nanotechnologies and non-conventional and "new-physics" approaches) are evaluated. The need for R&D accelerating the now and imminent (evolutionary) technologies balanced with work in mid-term (disruptive) approaches is highlighted. Moreover, technology progress and ownership for next generation solar PV mandates a balanced investment in research on longer-term (the revolution needs revolutionary approaches to sustain itself) technologies (quantum dots, multi-multijunctions, intermediate-band concepts, nanotubes, bio-inspired, thermophotonics, ${\ldots}$ and solar hydrogen) having high-risk, but extremely high performance and cost returns for our next generations of energy consumers. This presentation provides insights to the reasons for PV technology emergence, how these technologies have to be developed (an appreciation of the history of solar PV)-and where we can expect to be by this mid-21st century.

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평면홀 효과를 이용한 자기 바이오센서 (Magnetic Bio-Sensor Using Planar Hall Effect)

  • 오선종;트란쾅흥;아난다쿠말;김철기;김동영
    • 비파괴검사학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.421-426
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    • 2008
  • 스핀밸브 GMR(giant magnetoresistance) 구조를 갖는 Ta/NiFe/CoFe/Cu/NiFe/IrMn/Ta재료의 자유층에 의한 PHR (planar hall resistance) 특성을 이용한 자기 바이오센서를 제작하였다. PHR 소자는 사진식각 및 건식에칭 공정을 통하여 마이크로 사이즈로 제작되었다. 직경이 $2.8\;{\mu}m$인 단일 자기비드가 있는 경우와 자기비드가 없는 경우 자기장의 세기에 다른 PHR 신호를 측정하였으며, 직경이 $2.8\;{\mu}m$인 단일 자기비드 측정에 성공하였다. 따라서 본 연구에서 제작한 PHR센서는 자기비드 입자의 유무에 따른 출력 특성의 차이를 이용하여 단일 자기비드 측정이 가능한 고분해능 자기 바이오센서에 응용될 수 있다.

Na이 CIGS 박막 태양전지에 미치는 영향에 관한 연구 (Effects of Na on CIGS thin film solar cell)

  • 김재웅;김대성;김태성;김진혁
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.62.1-62.1
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    • 2010
  • CIS(CuInSe2)계 화합물 태양전지는 높은 광흡수계수와 열적 안정성 및 조성 조절을 통한 밴드갭 조절이 용이해 고효율 박막 태양전지로 각광 받고 있다. 또한 CIGS 태양전지는 기존의 유리기판 대신 유연한 기판을 사용해 flexible 태양전지 제조가 가능하다. 이러한 유연기판은 보통 stainless steel과 같은 금속 기판이 많이 사용되는데 기존의 soda-lime glass 기판과는 달리 금속기판에는 Na이 첨가되어 있지 않아 별도의 Na첨가를 필요로 한다. Na은 CIGS 흡수층의 조성조절을 용이하게 하여 태양전지의 변환 효율을 향상시키는 역할을 한다. 본 연구에서 기판은 Na이 첨가되어있지 않은 corning glass를 사용 하였으며 NaF를 이용해 Mo가 증착된 기판에 NaF의 두께를 달리하며 증착해 CIGS 흡수층의 grain 사이즈를 비교 하였으며 그 후 태양전지 소자를 제조해 광전특성을 분석하였다. 후면 전극으로 약60nm 두께의 Mo를 DC Sputtering 방법을 이용해 증착 하였다. buffer층으로는 약 50nm의 CdS층을 CBD방법을 이용하여 제조 하였으며 TCO 층으로 약 50nm의 i-ZnO와 약 450nm의 Al-ZnO를 RF Sputtering방법으로 증착 하였다. 마지막으로 앞면 전극으로 약 $1{\mu}m$의 Al을 Thermal Evaporation방법으로 증착하였다. 태양전지 소자의 면적은 $0.49cm^2$로 효율을 비교 분석하였다.

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