• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.159-159
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• 2011

Among the semiconductor ternary compounds in the I-III-$VI_2$ series, $CulnS_2$ ($CulnSe_2$) are one of the promising materials for photovoltaic applications because of the suitability of their electrical and optical properties. The $CuInS_2$ thin film is one of I-III-$VI_2$ type semiconductors, which crystallizes in the chalcopyrite structure. Its direct band gap of 1.5 eV, high absorption coefficient and environmental viewpoint that $CuInS_2$ does not contain any toxic constituents make it suitable for terrestrial photovoltaic applications. A variety of techniques have been applied to deposit $CuInS_2$ thin films, such as single/double source evaporation, coevaporation, rf sputtering, chemical vapor deposition and chemical spray pyrolysis. This is the first report that $CuInS_2$ thin films have been prepared by Aerosol Jet Deposition (AJD) technique which is a novel and attractive method because thin films with high deposition rate can be grown at very low cost. In this study, $CuInS_2$ thin films have been prepared by Aerosol Jet Deposition (AJD) method which employs a nozzle expansion. The mixed fluid is expanded through the nozzle into the chamber evacuated in a lower pressure to deposit $CuInS_2$ films on Mo coated glass substrate. In this AJD system, the characteristics of $CuInS_2$ films are dependent on various deposition parameters, such as compositional ratio of precursor solution, flow rate of carrier gas, stagnation pressure, substrate temperature, nozzle shape, nozzle size and chamber pressure, etc. In this report, $CuInS_2$ thin films are deposited using the deposition parameters such as the compositional ratio of the precursor solution and the substrate temperature. The deposited $CuInS_2$ thin films will be analyzed in terms of deposition rate, crystal structure, and optical properties.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.160-160
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• 2011

I-III-VI족 화합물 반도체인 $CuInS_2$(CIS) 박막은 Cu(In,Ga)$Se_2$에 비해서 독성원소를 사용하지 않으므로 환경 친화적이고 Ga, Se를 사용하지 않아 조성의 조절이 쉬우며 태양전지의 이상적인 밴드갭인 1.5 eV에 근접한 1.53 eV의 직접천이형 에너지 밴드갭을 가지고 있어 태양전지의 광흡수층으로써 유망한 재료이다. CIS 박막 증착에는 다양한 방법이 있으며 본 연구에서는 chamber를 진공으로 만들고 CIS를 구성하는 용액으로부터 미립자화 된 입자를 노즐을 통하여 팽창시켜 에어로졸을 생성하고 입자들의 운동에너지를 증착에 직접 이용 할 수 있는 Aerosol Jet Deposition (AJD)라는 방법을 이용하려고 한다. 이 방법은 높은 증착속도로 우수한 박막을 성장시킬 수 있는 저비용 및 단순공정으로 CIS를 증착 할 수 있는 새로운 방법이다. 물을 용매로 하여 수용액 상태의 $CuCl_2{\cdot}2H_2O$, $InCl_3$, $(NH_2)_2CS$를 혼합하여 CIS 용액을 제조하고 carrier gas를 주입하여 CIS 용액을 노즐로 이동시켜 팽창시킨다. 용액이 팽창되면서 온도가 감소하여 응축이 일어나며 이 응축된 용액이 가열된 기판 위에 충돌하여 용매가 증발하면서 결정화된 CIS가 증착이 된다. CIS의 특성은 용액의 전구체 비율, 기판 온도, 팽창 전 압력, chamber 압력 등의 영향을 받는데 본 연구에서는 기판 온도를 증착변수로 선택하여 CIS 박막을 증착하고 박막의 특성을 고찰하고자 한다.