• Current Photovoltaic Research
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• v.3 no.1
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• pp.10-15
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• 2015

Cu doping by copper or $Cu_2Te$ materials enhances p+ formation in CdTe near the back contact interface, allowing better formation of ohmic contact. However, the Cu in CdTe junction is also considered as a principal component of CdTe cell degradation. In this paper, Na-doped ZnTe layer was employed as a back contact material to improve the stability of CdTe solar cells. As a process variable, post $CdCl_2$ treatment of CdS/CdTe film was conducted before or after depositing ZnTe:Na on CdTe. The change of the photovoltaic properties of CdTe cells were investigated with aging time. Low-temperature photoluminescence analysis was conducted to describe the degradation mechanism. The result showed that the CdTe solar cells with better stability compare to Cu contact were achieved using an optimized ZnTe:Na back contact.

• Current Photovoltaic Research
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• v.7 no.1
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• pp.15-20
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• 2019

Most high-efficiency n-type silicon solar cells are based on the high quality surface passivation and ohmic contact between the emitter and the metal. Currently, various metalization methods such as screen printing using metal paste and physical vapor deposition are being used in forming electrodes of n-type silicon solar cell. In this paper, we analyzed the degradation factors induced by the front electrode formation process using e-beam evaporation of double passivation structure of p-type emitter and $Al_2O_3/SiN_x$ for high efficiency solar cell using n-type bulk silicon. In order to confirm the cause of the degradation, the passivation characteristics of each electrode region were determined through a quasi-steady-state photo-conductance (QSSPC).

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.23 no.2
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• pp.25-38
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• 2020

Photoelectrochemical water splitting has been considered as the most promising technology for generating hydrogen energy. Transition metal dichalcogenide (TMD) compounds have currently attracted tremendous attention due to their outstanding ability towards the catalytic water-splitting hydrogen evolution reaction (HER). Herein, we report the synthesis method of various transition metal dichalcogenide including MoS₂, MoSe₂, WS₂, and WSe₂ nanosheets as excellent catalysts for solar-driven photoelectrochemical (PEC) hydrogen evolution. Photocathodes were fabricated by growing the nanosheets directly onto Si nanowire (NW) arrays, with a thickness of 20 nm. The metal ion layers were formed by soaking the metal chloride ethanol solution and subsequent sulfurization or selenization produced the transition metal chalcogenide. They all exhibit excellent PEC performance in 0.5 M H₂SO₄; the photocurrent reaches to 20 mA cm^-2 (at 0 V vs. RHE) and the onset potential is 0.2 V under AM1.5 condition. The quantum efficiency of hydrogen generation is avg. 90%. The stability of MoS₂ and MoSe₂ is 90% for 3h, which is higher than that (80%) of WS₂ and WSe₂. Detailed structure analysis using X-ray photoelectron spectroscopy for before/after HER reveals that the Si-WS₂ and Si-WSe₂ experience more oxidation of Si NWs than Si-MoS₂ and Si-MoSe₂. This can be explained by the less protection of Si NW surface by their flake shape morphology. The high catalytic activity of TMDs should be the main cause of this enhanced PEC performance, promising efficient water-splitting Si-based PEC cells.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.27-28
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• 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.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.14 no.4
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• pp.935-938
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• 2010

Indium-tin-oxide (ITO) films show a low electrical resistance and high transmittance in the visible range of an optical spectrum. The transparent electrodes have to get resistivity and sheet resistance less than $1{\times}10^{-3}{\Omega}/cm$ and $10^3{\Omega}/sq$ respectively and transmittance over 80% at wavelength of 380nm~780nm. This study establishes DC magnetron sputtering process condition on ITO thin film by measuring electrical and optical properties of the thin film. As results, we obtained $300\;{\mu}{\Omega}cm$ resistivity of ITO films with good transmittance (above 90 %) under 90:10 wt% composition rate of $In_2O_3:SnO_2$. Also, we understood that the ITO thin film by DC magnetron sputtering depends on the deposition condition, especially substrate temperature, and the composition rate of $In_2O_3:SnO_2$ that is one of the most critical parameters was successfully optimized for high qualified transparent electrodes.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2009.10a
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• pp.910-912
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• 2009

투명전극은 비저항이 $1{\times}10^{-3}{\Omega}/cm$이하, 면저항이 $10^3{\Omega}/sq$이하로 전기전도성이 우수하고 380에서 780nm의 가시광선 영역에서의 투과율이 80%이상이라는 두 가지 성질을 만족시키는 박막이다. 기존의 평판디스플레이의 경우, 금속 산화물 투명전극이 진공 증착 공정을 통해 도포된 유리기판상의 각 화소를 포토리소그래피 공정으로 제조된 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)로 제어함으로써 화상을 구현한다. 본 연구에서는 스퍼터링 진공 증착 장치를 이용하여 투명 도전막(ITO: Indium Tin Oxide)을 제작하고 제작된 ITO 박막의 광 및 전기 그리고 물성적 특성을 조사하여 최상의 공정 조건을 확립하였다. a-Si:H 박막위에 형성되는 ITo 박막은 a-Si:H 박막의 특성상 온도 및 스퍼터링 전력에 대한 연구가 주요 문제이다. 본 실험에서는 $In_2O_3:SnO_2$의 조성비는 90:10 wt% 인 타겟의 특성이 우수하였고, $Ar:O_2$의 분압비는 100:1 및 42:8 의 조건이 적당하였으며, 온도는 $200^{\circ}C$ 가장 우수한 특성을 얻을 수 있었다. $200^{\circ}C$ 는 비정질 실리콘의 성능에 좋은 영향을 미치는 온도이며, 알려진 것과 같이 $23^{\circ}C$ 즉 실온의 경우에 비해 막의 균질성 및 특성이 우수 한 것을 알 수 있었다. 본 연구에서 제작한 박막은 광 투과도가 90% 이상, 비저항이 $300{\mu}{\Omega}cm$ 이하의 특성을 갖게되어 이미지센서, 태양전지, 액정 텔레비젼등 빛의 통과와 전도성등 두가지 특성에 동시에 만족 될만한 성능을 가질 수 있음을 확인하였다.

• Clean Technology
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• v.19 no.1
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• pp.22-29
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• 2013

A comparison of photo-efficiency on dye-sensitized solar cells (DSCs) assembled by using $TiO_2$ materials with different structures and crystallite sizes were investigated in this study. The size and structure of $TiO_2$ have been controlled by pHs and calcination temperatures using solvothermal and sol-gel methods, respectively. Six types of $TiO_2$ samples are obtained; 8.9, 12.8, and 20.2 nm sized $TiO_2$ particles, and the other types using sol-gel method were anatase-rutile mixtures on the structure. The highest photo-efficiency which is remarkable result reached to 8.6% over DSC assembled by anatase $TiO_2$ with 20.2 nm particle size.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.8 no.2
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• pp.440-448
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• 2004

In this paper, to make a solar cell of II-Ⅵ ZnTe compound semiconductor, we studied for the property of the transparent electrode(AZO) and Buffer layer(ZnO), and for reducing the energyband gap of optical absorber layer which are most effective on its efficiency. The ZnTe thin film was used the optical absorber layer of solar cell. Zn and Te were deposited using the co-sputtering method. The thin film was sputtered RF power of Zn/50W and Te/30W, respectively and a substrate temperature of foot under Ar atmosphere of 10mTorr. The energy band gap of the thin film was 1.73ev Then the thin film was annealed at $400^{\circ}C$ for 10sec under a vacuum atmosphere. The energy band gap of 1.67eV was achieved and the film composition ratio of Zn and Te was 32% and 68%. At the best condition, the Solar Cell was manufactured and the efficiency of 6.85% (Voc: 0.69V, Jsc: 21.408㎃/$cm^2$, Fill factor (FF): 0.46) was achieved.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.305-305
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• 2013

태양전지는 무기태양전지와 유기태양전지 등이 연구 되고 있는데 [1] 그 중 유기물질의 장점(높은 수율, solution phase processing, 저비용으로 전력 생산)과 무기재료의 장점(높은 전자 이동도, 넓은 흡수 범위, 우수한 환경 및 열 안정성)을 융합함으로써 장기적 구조안정성의 확보와 광전변환의 고 효율화를 동시에 달성하기 위한 유기무기 하이브리드 태양전지가 최근 큰 관심을 끌고 있다[2]. 본 연구에서는 hybrid photovoltaics에 유기물 MDMO-PPV와 전도성 고분자 PEDOT:PSS를 무기물 GaN 위에 spin coating 하여 두께에 다른 효율을 측정하였다. 유기물 MDMO-PPV는 p-형으로 클로로벤젠, 톨루엔과 같은 유기 용매에 잘 녹으며 HOMO 5.33eV, LUMO 2.97eV, energy band gap 2.4eV이며 99.5%의 순도 물질을 사용하였다. 또한 정공 수송층(hole transport layer, HTL)으로 PEDOT:PSS를 사용하였으며, HOMO 5.0eV, LUMO 3.6eV, energy band gap 1.4eV를 가지며 증류수나 에탄올과 같은 수용성 용매에 잘 녹는 특성을 가지고 있다. 무기물은 III-V 족 물질 n-GaN(002)을 사용하였고 valence band energy 1.9eV, conduction band energy 6.3eV, energy band gap 3.4eV, 높은 전자 이동도와 높은 포화 속도, 광전자 소자에 유리한 광 전기적 특성을 가지고 있다. 기판으로는 GaN와 격자 부정합도와 열팽창계수 부정합도가 큰 Sapphire (Al2O3) 이종 기판을 사용하였다. 전극으로 Au를 사용하였으며 E-beam증착하였다. Reflector로서 Al를 thermal evaporator로 증착하였다 [3]. 실험 과정은 두께에 따른 효율을 알아보기 위해 MDMO-PPV를 900~1,500 rpm으로 spin coating 하였고, 열처리에 따른 효율을 알아보기 위해 열처리 온도 조건을 $110{\sim}170^{\circ}C$의 변화를 주었다. FE-SEM으로 표면과 단면을 관찰하였으며 J-V 특성을 알아보기 위해 각 샘플마다 solar simulator를 사용하여 측정하였고 그 결과를 논의하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.98.1-98.1
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• 2012

CdS/CdTe 박막 태양전지의 경우 높은 광흡수 계수를 가지고 있는 CdTe 다결정 박막을 흡수층으로이용 한다. CdTe 다결정 박막의 경우 CdS/CdTe 계면과 박막 내부에 많은 결함들이 존재 하며, CdTe 박막 내부에 존재하는 캐리어의 수를 증가 시키기 위하여 $CdCl_2$ 활성화 공정을 거치게 된다. 이때 박막의 물성 변화를 분석 하기 위하여, X-Ray Diffractometer (XRD), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)를 이용하여 박막 표면 분석을 진행 하였다. 이를 통해 박막 표면에서 산소가 Cd와 Te과 결합하면서 산화막이 생성되는 것을 확인하였다. 박막 표면에 생성된 산화막은 후면 금속 전극 형성을 위해, 용액 공정을 통하여 제거 되는데, 이때 CdTe 박막 표면에서 Cd이 용액에 의해 제거 되는 것을 확인 하였다.