• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.87.2-87.2
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• 2012

고출력 반도체 레이저 다이오드는 발진 파장 및 광 출력에 따라 다양한 분야에 응용되고 있으며, 특히 발진파장이 808 nm 및 1470 nm 인 고출력 레이저 다이오드의 경우 재료가공, 펌핑용 광원 (DPSSL, 광섬유 레이저), 의료, 피부미용 (점 제거), 레이저 다이오드 디스플레이 등 가장 다양한 응용분야를 가진 광원 중의 하나라고 할 수 있다. 일례로 재료가공의 경우, 레이저 용접, 레이저 인쇄, 하드디스크의 레이저 텍스쳐링 등 그 응용분야는 무수히 많으며, 최근에는 미래 성장동력 사업의 하나로 중요한 이슈가 되는 태양전지에서 에지 분리 (edge isolation), ID 마킹, 레이저 솔더링 등에서 필수불가결한 광원으로 각광받고 있다. 808 nm 대역 In(Ga)AlAs quantum dots laser diode (QDLD) 성장을 위하여 In(Ga)AlAs QD active 와 In(Ga)AlAs QD LD 성장으로 크게 분류하여 여러 가지 test 실험을 수행하였다. 우선 In(Ga)AlAs QD LD 성장에 앞서 high power LD에 적용 가능한 GaAs/AlGaAs quantum well의 성장 및 전기 측정을 수행하여 그 가능성을 보았다. In(Ga)AlAs QD active layer의 효과적인 실험 조건 조절을 위해 QD layer는 sequential mithod (ex. n x (InGaAlAs t sec + InAs t sec + As 10 sec)를 사용하였다. In(Ga)AlAs QD active layer는 성장 온도, 각 sequence 별 시간, 각 source 양, barrier 두께 조절 및 타입변형, Arsenic flux 등의 조건을 조절하여 실험하였다. 또한 위에서 선택된 몇 가지 active layer 를 이용하여 In(Ga)AlAs QD LD 성장 조건 변화를 시도하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.426-426
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• 2012

본 연구에서는 GaAs p-i-n 접합 구조에 InAs 양자점을 삽입한 양자점 태양전지(Quantum Dot Solar Cell; QDSC)의 내부 전기장(internal electric field)을 조사하기 위하여 Photoreflectance (PR) 방법을 이용하였다. QDSC 구조는 GaAs p-i-n 구조의 공핍층 내에 8주기의 InAs 양자점 층을 삽입하였으며 각 양자점 층은 40 nm 두께의 i-GaAs로 분리하였다. InAs/GaAs QDSC는 분자선박막 성장장치(molecular beam epitaxy; MBE)를 이용하여 성장하였다. 이 때 양자점의 형성은 InAs 2.0 ML(monolayer)를 기판온도 $470^{\circ}C$에서 증착하였다. QDSC 구조에서 여기광원의 세기에 따른 전기장의 변화를 조사하였다. 아울러 양자점 층 사이의 i-GaAs 층 내에 6.0 nm의 AlGaAs 퍼텐셜 장벽(potential barrier)을 삽입하여 퍼텐셜 장벽 유무에 따른 전기장 변화를 조사하였다. PR 측정에서 여기광원으로는 633 nm의 He-Ne 레이저를 이용하였으며 여기광의 세기는 $2mW/cm^2$에서 $90mW/cm^2$까지 변화를 주어 여기광세기 의존성실험을 수행하였다. 여기광의 세기가 증가할수록 photovoltaic effect에 의한 내부 전기장의 변화를 관측할 수 있었다. PR 결과로부터 p-i-n 구조의 p-i 영역과 i-n 접합 계면의 junction field를 검출하였다. p-i-n의 i-영역에 양자점을 삽입한 경우 PR 신호에서 Franz-Keldysh oscillation (FKO)의 주파수가 p-i-n 구조와 비교하여 변조됨을 관측하였다. 이러한 FKO 주파수성분은 fast Fourier transform (FFT)을 이용하여 검출하였다. FKO의 주파수 성분들은 고전기장하에서 electron-heavyhole (e-hh)과 electron-lighthole (e-lh) 전이에 의해 나타나는 성분으로 확인되었다.

• Current Photovoltaic Research
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• 제2권2호
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• pp.73-77
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• 2014

To investigate the effect of metal back-reflective layers (MBLs) on the performance of GaAs solar cells, we fabricated GaAs solar cells on Al and Ag metal layers using the transfer printing technique. We also investigated the effect of MBL texturing on the performance of transfer printed GaAs solar cells. Transfer printed solar cells with MBLs exhibited improved photovoltaic performance compared to solar cells without MBLs due to light trapping. We demonstrated GaAs solar cells with MBLs on a flexible substrate and performed systematic bending tests. All the measured characteristics of solar cells showed little change in performance.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1988년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 한국전력공사연수원, 서울; 21-22 Oct. 1988
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• pp.620-626
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• 1988

GaAs solar cells may be the most attractive and efficient power source of a satellite. GaAs is more radiation tolerant and less temperature sensitive than widely used silicon. $Al_{x}$ Ga$_{1-x}$ As/GaAs solar cells have been designed and fabricated by Liquid Phase Epitaxial method. GaAs solar cells, of which structure is about 0.2 .mu.m p$^{+}$ - window layer, 0.6-1.O .mu.m Ge-doped p-layer. 3.mu.m n-GaAs layer and n$^{+}$ - buffer layer, have been characterized as a function of operating temperature from 25 .deg.C to 130 .deg.C. Open circuit voltage decreases linearly with increasing temperature by 1.4-1.51 mV/ .deg.C while degradation of silicon solar cells is about 2.2-2.5 mV/ .deg.C, short circuit current does not increase much with increasing temperature. Relative efficiency decreases with increasing of temperature by about 0.21-0.29 %/ .deg.C. Efficiency degradation of silicon solar cells with temperature is known to be about 0.5%/ .deg.C and our results show GaAs solar cells may be an excellent candidate for concentrated solar cells.ells.

• Current Photovoltaic Research
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• 제5권1호
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• pp.28-32
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• 2017

In this paper, (Ga,Al):ZnO layers were deposited by sputtering to evaluate the device performance according to the thickness of the layer. As the thickness increased, low transmittance was observed, but the electrical resistance was improved. On the other hand, the highest efficiency was recorded at 400 nm device than a 500 nm of it. Therefore, since the critical thickness exists, it is necessary to set an adequate TCO layer thickness in consideration of the characteristics of the underlying film and the device.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.235-235
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• 2010

본 연구에서는 태양전지의 활성영역에 삽입할 InAs 양자점에 AlxGax-1As 장벽층을 삽입하여 그 두께변화에 따른 광학적 특성 변화를 photoreflectance spectroscopy (PR)과 photoluminescence (PL)를 이용하여 연구하였다. 본 연구에 사용된 InAs/AlGaAs 양자점 구조는 GaAs (100) 기판 위에 GaAs buffer layer를 500 nm 성장 ($Ts=580^{\circ}C$) 후 기판온도 $470^{\circ}C$에서 InAs 양자점, GaAs cap 층과 AlxGax-1As 장벽층 순서로 5 층의 InAs/GaAs/AlxGax-1As 양자점 구조를 형성하였다. GaAs cap 층의 두께는 4 nm로 고정하고 AlGaAs 장벽층 두께를 0~6 nm 까지 변화시켰다. 각 양자점 층 사이에 AlxGax-1As 장벽층의 삽입 유무에 따라 PR 신호에서 Franz-Keldysh oscillation (FKO)의 주기 변화가 관측되었다. AlGaAs 두께가 증가 할수록 PL 신호의 세기가 증가함을 보였으며 PL 신호의 온도의존 특성이 변화됨을 관측할 수 있었다. AlGaAs 장벽층 대신 AlAs 장벽층을 삽입한 시료에서도 유사한 경향성을 관측하였으며, 이는 양자점에 구속된 운반자의 터널링 현상과 높은 장벽층에 의한 운반자의 구속 강도의 변화에 의한 것으로 사료된다. 특히 장벽층의 유무에 따른 FKO의 변화는 시료의 표면 전기장의 변화에 기인한 것으로 운반자의 구속효과뿐만 아니라 InAs 양자점 성장중 형성된 표면결함 밀도의 변화에 의한 것으로 추정하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집
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• pp.151-151
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• 2009

ZnO 박막은 큰 밴드 갭 및 가시광 영역에서 높은 광투과성을 가지며, 제조조건에 따라 비저항의 범위가 폭넓게 변화하므로 태양전지, 평판 디스플레이의 투명 전극뿐만 아니라 음향공전기, 바리스터 등에 이용되고 있다. ZnO 박막의 전도성을 향상시키기 위해서 일반적으로 Al, Ga, Ti, In, B, H(n-type), 등과 N, As(p-type)의 도펀트를 사용한다. 본 연구에서는 전기화학적인 방법을 사용하여 ITO/glass위에 ZnO film에 농도에 따른 Ga을 doping 하여 전기전도성 향상과 밴드갭을 넓힘으로서 전자의 recombination을 방지하여 유기태양전지의 효율을 높이는데 목적을 두었다.

• Current Photovoltaic Research
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• 제4권3호
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• pp.108-113
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• 2016

III-V compound semiconductor based thin film solar cells promise relatively higher power conversion efficiencies and better device reliability. In general, the thin film III-V solar cells are fabricated by an epitaxial lift-off process, which requires an $Al_xGa_{1-x}As$ ($x{\geq}0.8$) sacrificial layer and an inverted solar cell structure. However, the device performance of the inversely grown solar cell could be degraded due to the different internal diffusion conditions. In this study, InGaP/GaAs double-junction solar cells are inversely grown by MOCVD on GaAs (100) substrates. The thickness of the GaAs base layer is reduced to minimize the thermal budget during the growth. A wide band gap p-AlGaAs/n-InGaP tunnel junction structure is employed to connect the two subcells with minimal electrical loss. The solar cell structures are transferred on to thin metal films formed by Au electroplating. An AlAs layer with a thickness of 20 nm is used as a sacrificial layer, which is removed by a HF:Acetone (1:1) solution during the epitaxial lift-off process. As a result, the flexible InGaP/GaAs solar cell was fabricated successfully with an efficiency of 27.79% under AM1.5G illumination. The efficiency was kept at almost the same value after bending tests of 1,000 cycles with a radius of curvature of 10 mm.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.323-323
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• 2014

기존의 태양전지 기술은 기술 장벽이 매우 낮고 대량 생산을 통한 단가 절감하는 구조를 가지고 있어 대규모 자본을 가진 후발 기업에게 잠식되기 쉽다. 그러나, III-V족 화합물 반도체를 이용한 집광형 고효율 태양전지는 기술 장벽이 매우 높은 기술 집약 산업이므로 독자적인 기술을 확보하게 되면 독점적인 시장을 확보 할 수 있어 미래 고부가 가치 산업으로 적합하다. 특히 III-V족 화합물 반도체 태양전지는 III족 원소(In, Ga, Al)와 V족 원소(As, P)의 조합으로 0.3 eV~2.5 eV까지 밴드갭을 가지는 다양한 박막 제조가 가능하여 다양한 흡수 대역을 가지는 태양전지 제조가 가능하기 때문에 다중 접합 태양전지 제작이 가능하다. 또한 III-V 화합물 반도체는 고온 특성이 우수하여 온도 안정성 및 신뢰성이 우수하고, 또한 집광 시 효율이 상승하는 특성이 있어 고배율 집광형 태양광 발전 시스템에 가장 적합하다. Si 태양전지의 경우 100배 이하의 집광에서 사용하나, III-V 화합물 반도체 태양전지의 경우 500~1000배 정도의 고집광이 가능하다. 이러한 특성으로 III-V 화합물 반도체 태양전지 모듈 가격을 낮출 수 있고, 따라서 Si 태양전지 시스템과 비교하여 발전 단가 면에서 경쟁력을 확보할 수 있다. III-V 화합물 반도체는 다양한 밴드갭 에너지를 가지는 박막 제조가 용이하고, 직접천이(direct bandgap) 구조를 가지고 있어 실리콘에 비해 광 흡수율이 높다. 또한 터널정션(tunnel junction)을 이용하면 광학적 손실과 전기적 소실을 최소화 하면서 다양한 밴드갭을 가지는 태양전지를 직렬 연결이 가능하여 한 번의 박막 증착 공정으로 넓은 흡수대역을 가지며 효율이 높은 다중접합 태양전지 제작이 가능하다. 이에 걸맞게 본연구에서는 화학기상증착장치(MOCVD)를 이용하여 InAsP 나노선을 코어 쉘 구조로 성장하여 태양전지를 제작하였다. P-type Dopant로는 Disilane (Si2H6)을 전구체로 사용하였다. 또한 Benzocyclobutene (BCB) 폴리머를 이용하여 Dielectric을 형성하였고 Sputtering 방법으로 증착한 ZnO을 투명 전극으로 사용하여 나노선 끝부분과 실리콘 기판에 메탈 전극을 형성하였다. 이를 통해 제작한 태양전지는 솔라시뮬레이터로 측정했을때 최고 7%에 달하는 변환효율을 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집
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• pp.330-333
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• 2002

The substrate temperature is an important parameter in thin film deposition process. In this paper the effects of the substrate temperature on the properties of CuIn0.75Ga0.25Se2(CIGS) thin films are reported. Structure, surface morphology and optical properties of CIGS thin films deposited at various substrate temperatures have been investigated using a number of analysis techniques. X-ray diffraction (XRD) analysis shows that CIGS films exhibit a strong <112> preferred orientation. As expected, at higher substrate temperatures the films displayed a higher degree of crystallinity. The <112> peak was also enhanced and other CIGS peaks appeared simultaneously These results were supported by experimental work using Raman spectroscopy. The Raman spectra of the as-grown CIGS thin films show only the Al mode peak. The intensity of this peak was enhanced at higher deposition temperatures. Scanning electron microscopy (SEM) results revealed very small grains in films fabricated at 48$0^{\circ}C$ substrate temperature. When the substrate temperature was increased the average grain size also increased together with a reduction in the number and size of the voids. The deposition temperature also had a significant influence on the transmission spectra.