• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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• pp.739-742
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• 2000

Nanostructured ZnS thin films were grown on the slide glass substrate by the chemical bath deposition using an aqueous so1ution Of ZnSO$_4$and CH$_3$CSNH$_2$at 95$^{\circ}C$. The average grain sizes of the ZnS thin film estimating from the Debye-Scherrer formula are 4.8 nm. The optical transmittance edge of the ZnS thin films (4.0 eV) was shifted to the shelter wavelength compared with that of the bulk ZnS (3.67 eV) due to the quantum size effects. The ZnS thin films showed a strong photoluminescence intensity and a sharp emission band from 410 to 480 nm 3t room temperature. The PWHM of photoluminescence peak was about 40 nm. For the viloet(410 nm) and blue(480 nm) emission of the ZnS thin films, the temperature dependence can be described by an Arrhenius equation with an activation energy of 168 and 157 meV, respectively.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1649-1651
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• 2000

Optical properties of $Cd_{1-x}Zn_{x}S$ films deposited by :chemical bath deposition(CBD), which is a very attractive method for low-cost and large-area solar cells, are presented, Especially, in order to control more effectively the zinc component of the films, zinc acetate, which used as the zinc source, mixed in reaction solution after preheating and the pH of the reaction solution decreased with increasing the concentration of zinc acetate. The films prepared after preheating and pH control had larger zinc component and higher optical band gap. As the more zinc substituted for Cd in the films, the optical transmittance improved, while the absorption edge shifts to a shorter wavelength and the optical band gap increased. The photo conductivity of the films was larger than the dark conductivity, while the ratio of those increased with increasing the mole ratio of zinc acetate.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.218-218
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• 2011

The CIGS Solar Cells have the highest conversion efficiency in the film-type solar cells. They consist of p-type CuInSe2 film and n-type ZnO film. The CdS films are used as buffer layer in the CIGS solar cells since remarkable difference in the lattice constant and energy band gap of two films. The CdS films are toxic and make harmful circumstances. The CdS films deposition process need wet process. In this works, we design and make the hitter and lamp reflection part in the sputtering system for the ZnS films deposition as buffer layer, not using wet process. Film thickness, SEM, and AFM are measured for the uniformity valuation of the ZnS films. We conclude the optimum deposition temperature for the films uniformity less than 1.6%. The ZnS films deposited by the sputtering system are more dense and uniform than the CdS films deposited by the Chemical Bath Deposition Method(CBD) for the CIGS Solar Cells.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.380-380
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• 2011

ZnO 나노라드 위에 양자점을 증착한 후 그 위에 $TiO_2$를 ALD방법으로 증착하여 그 passivation 효과가 solar cell 효율에 미친 영향에 대한 실험을 진행하였다. Hydrothermal 방법으로 수직한 1차원 형태의 ZnO 나노라드를 성장시킨다. 여기에 SILAR 방법을 거쳐서 CdS 양자점을 증착시키고, 후에 CBD를 이용하여 CdSe 양자점을 증착시킨다. 여기에 마지막으로 amorphous $TiO_2$로 표면을 덮는 과정을 거치는데, $TiO_2$가 ZnO 라드 위에 균일하고 정밀하게 증착되도록 하기 위해서 Atomic Layer Deposition을 이용하였다. 다양한 분석 방법을 통해 $TiO_2$/CdSe/CdS/ZnO 구조를 조사하였으며, ZnO 나노라드 위에 $TiO_2$가 정교하게 올라간 것을 확인한 후에 solar cell에 적용하여 그 효율을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.374-374
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• 2011

Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막 태양전지는 일반적으로 Soda lime glass/Mo/CIGS/CdS/ZnO/ITO/Al의 구조로 제작된다. 태양전지는 p형과 n형 반도체의 접합에 의해서 동작을 하게 되며, CIGS 박막 태양전지에서는 p형으로 CIGS 박막과 n형으로 CdS 박막이 사용된다. CIGS 박막태양전지에서는 p형과 n형이 서로 다른 물질로 이루어진 이종접합을 이루게 되고, 계면에서의 밴드가 어떻게 형성이 되느냐에 따라 태양전지 성능에 영향을 미치게 된다. p형의 CIGS 박막은 주로 다단계 증발법에 의해 형성되고 3단계 공정조건에 의해 계면의 특성에 많은 영향을 미치게 된다. n형의 CdS 박막은 주로 chemical bath deposition (CBD) 법에 의해 제작된다. 이렇게 제작되는 CBD-CdS는 시약의 농도, pH (수소이온농도), 박막 형성시의 온도 등의 조건에 따라 특성이 변하게 된다. 본 논문에서는 3단계 공정시간을 변화시켜 제작된 CIGS 박막 위에 CBD-CdS 증착 조건 중 thiourea 의 농도를 변화시켜 CIGS 태양전지를 제작하고 그에 따른 특성을 살펴보았다. CIGS 박막은 3단계 공정시간을 490초와 360초로 하여 제작하였고, CdS 박막은 thiourea 농도를 각각 0.025 M과 0.05 M, 0.074 M, 0.1 M로 변화시켜가며 제작하였다. 제작된 CIGS 박막 태양전지는 CIGS 3단계 공정시간과 thiourea의 조건에 따라 최고 15.81%, 최저 14.13%로 나타내었다. 또한, 외부양자효율을 측정하여 제작된 CIGS 박막 태양전지의 파장에 따른 특성을 비교하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.370-370
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• 2011

ZnO 나노 라드 위에 Quantum dot을 형성하고 최종적으로 TiO2를 Atomic Layer Deposition방법으로 증착하여, 그 passivation 효과가 solar cell의 효율에 미친 영향에 대한 실험을 진행하였다. 암모니아 솔루션을 이용한 Hydrothermal 방법으로 수직한 1차원 형태의 ZnO 나노라드를 TCO 기판 위에 성장시킨다. 여기에 잘 알려진 SILAR와 CBD 방법으로 CdS, CdSe 양자점을 증착한다. 그리고 amorphous TiO2로 표면을 덮는 과정을 거치는데, TiO2가 좁은 간격으로 형성된 ZnO라드 구조 위에서 균일하고 정밀하게 증착되도록 하기 위해 Atomic Layer Deposition을 이용하였다. 사용된 precursor는 Titanium isopropoxide와 H2O이며, 실험상에서 0~5 nm 두께의 TiO2 박막을 형성해 보았다. 다양한 분석 방법을 통해 TiO2/QDs/ZnO의 shell-shell-core 구조를 조사했다. (Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), X-Ray Diffraction (XRD), and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)). 이를 solar cell에 적용하고 I-V curve를 통해 그 효율을 확인하였으며, Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS)를 통해서 재결합 측면에서 나타나는 변화 양상을 확인하였다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2012년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.146-148
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• 2012

In our study, we have focused on optimizing good quality of ZnS buffer layer by chemical bath deposition (CBD) from a bath containing $ZnSO_4$, Thiourea and Ammonia in aqueous solution onto CIGS solar cells. The influence of deposition parameter such as pH, deposition temperature, stirring speed played a very important role on transmission, homogeneity, crystalline of ZnS buffer layer. The transmission spectrum showed a good transmission characteristic above 80% invisible spectral region. CIGS thin flim solar cell with ZnS buffer layer has been realized with the efficiency of 14.2%.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.378-378
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• 2011

본 연구에서는 ZnO 나노선 기판을 제작하여 그 위에 밴드갭이 낮은 물질인 CdS, CdSe를 증착시킨 후 p-type 반도체 물질인 CuSCN을 증착시켜 안정성이 향상된 양자점 감응형 태양전지를 제작하였다. ZnO 나노선 기판은 투명한 FTO 기판 위에 ZnO를 진공증착시켜 seed layer를 제작하고 그 위에 $10{\mu}m$정도의 길이의 나노와이어를 성장시킨 후, 밴드갭이 낮은 CdS, CdSe 물질과의 다중접합을 이용하여 제작하고, 이러한 나노선 구조위에 chemical solution deposition을 이용하여 ${\beta}$-CuSCN을 형성시켰다. 양자점 감응형 태양전지는 ZnO 나노선을 photoanode로 이용하고 ZnO 나노선은 암모니아수와 아연염을 이용한, 비교적 저온의 수열합성법을 통해 합성하였고, sensitizer로 쓰인 CdS, CdSe 물질은 CBD방식을 통하여 합성된 나노선 위에 in-situ로 접합시켰다. 또한, 기존의 액체전해질을 이용한 양자점 감응형 태양전지의 안정성을 향상시키기 위해 p-type의 반도체 물질인 CuSCN물질을 propyl sulfide를 이용, ${\sim}80^{\circ}C$의 열을 가하여 in-situ 방식으로 다공성 구조에 효율적으로 접합이 가능하도록 deposition하였다. 일반적으로, CuSCN film은 홀 전도체로서의 장점을 지닌 반면, 전도성이 낮은 단점이 있기 때문에 이를 향상시키기 위해서 첨가제를 이용, 농도에 따라서 전도도가 향상되고 셀의 성능이 향상되는 것을 확인하였다. 이와 같이 합성된 구조는 주사전자현미경(SEM), X-선 회절(XRD), 솔라시뮬레이터 등의 분석장비를 이용하여 태양전지로서의 특성을 분석하였다. 또한 안정성 평가를 위하여 시간에 따른 셀의 특성변화도 비교하였다.

• 한국재료학회지
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• 제32권11호
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• pp.481-488
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• 2022

The Cu₂ZnSn(S_xSe_1-x)₄ (CZTSSe) absorbers are promising thin film solar cells (TFSCs) materials, to replace existing Cu(In,Ga)Se₂ (CIGS) and CdTe photovoltaic technology. However, the best reported efficiency for a CZTSSe device, of 13.6 %, is still too low for commercial use. Recently, partially replacing the Zn²⁺ element with a Cd²⁺element has attracting attention as one of the promising strategies for improving the photovoltaic characteristics of the CZTSSe TFSCs. Cd²⁺ elements are known to improve the grain size of the CZTSSe absorber thin films and improve optoelectronic properties by suppressing potential defects, causing short-circuit current (J_sc) loss. In this study, the structural, compositional, and morphological characteristics of CZTSSe and CZCTSSe thin films were investigated using X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence spectrometer (XRF), and Field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), respectively. The FE-SEM images revealed that the grain size improved with increasing Cd²⁺ alloying in the CZTSSe thin films. Moreover, there was a slight decrease in small grain distribution as well as voids near the CZTSSe/Mo interface after Cd²⁺ alloying. The solar cells prepared using the most promising CZTSSe absorber thin films with Cd²⁺ alloying (8 min. 30 sec.) exhibited a power conversion efficiency (PCE) of 9.33 %, J_sc of 34.0 mA/cm², and fill factor (FF) of 62.7 %, respectively.

• 한국재료학회지
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• 제25권12호
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• pp.708-712
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• 2015

This study reports the effects of $H_2S$ gas concentration on the properties of $Cu_2ZnSnS_4(CZTS)$ thin films. Specifically, sulfurization process with low $H_2S$ concentrations of 0.05% and 0.1%, along with 5% $H_2S$ gas, was studied. CZTS films were directly synthesized on Mo/Si substrates by chemical bath deposition method using copper sulfate, zinc sulfate heptahydrate, tin chloride dihydrate, and sodium thiosulfate pentahydrate. Smooth CZTS films were grown on substrates at optimized chemical bath deposition condition. The CZTS films sulfurized at low $H_2S$ concentrations of 0.05 % and 0.1% showed very rough and porous film morphology, whereas the film sulfurized at 5% $H_2S$ yielded a very smooth and dense film morphology. The CZTS films were fully crystallized in kesterite crystal form when they were sulfurized at $500^{\circ}C$ for 1 h. The kesterite CZTS film showed a reasonably good room-temperature photoluminescence spectrum that peaked in a range of 1.4 eV to 1.5 eV, consistent with the optimal bandgap for CZTS solar cell applications.