• Current Photovoltaic Research
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• 제1권1호
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• pp.52-58
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• 2013

Two different window-structured $CuInGaSe_2$(CIGS) solar cells, i.e., CIGS/thin-CdS/ZnO:B(sample A) and CIGS/very thin-CdS/Zn(S/O)/ZnO:B(sample B), were prepared, and the diffusivity of Zn, Cd, S, and B atoms, respectively, in the CIGS, ZnO or Zn(S/O) layer was estimated by a theoretical fit to experimental secondary ion mass spectrometer data. Diffusivities of Zn, Cd, S, and B atoms in CIGS were $2.0{\times}10^{-13}(1.5{\times}10^{-13})$, $4.6{\times}10^{-13}(4.4{\times}10^{-13})$, $1.6{\times}10^{-13}(1.8{\times}10^{-13})$, and $1.2{\times}10^{-12}cm^2/s$ at 423K, respectively, where the values in parentheses were obtained from sample B and the others from sample A. The diffusivity of the B atom in a Zn(S/O) of sample B was $2.1{\times}10^{-14}cm^2/sec$. Moreover, the diffusivities of Cd and S atoms diffusing back into ZnO(sample A) or Zn(S/O)(sample A) layers were extremely low at 423K, and the estimated diffusion coefficients were $2.2{\times}10^{-15}cm^2/s$ for Cd and $3.0{\times}10^{-15}cm^2/s$ for S.

• Current Photovoltaic Research
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• 제2권1호
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• pp.28-35
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• 2014

High-efficiency in $Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) solar cells were usually achieved on soda-lime glass substrates due to Na incorporation that reduces deep-level defects. However, this supply of sodium from sodalime glass to CIGS through Mo back electrode could be limited at low deposition temperature. Na content could be more precisely controlled by supplying Na from known amount of an outside source. For the purpose, an $Na_2S$ layer was deposited on Mo electrode prior to CIGS film deposition and supplied to CIGS during CIGS film. With the $Na_2S$ underlayer a more uniform component distribution was possible at $350^{\circ}C$ and efficiency was improved compared to the cell without $Na_2S$ layer. With more precise control of bulk and surface component profile, CIGS film can be deposited at low temperature and could be useful for flexible CIGS solar cells.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.83-84
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• 2009

Thin film solar cells based on CIGS continue to be a leading candidate for thin film photovoltaic devices due to their appropriate bandgap, long-term stability, and low-cost production. To date, the most successful technique for the deposition of a CIGS absorber layer has been based on the co-evaporation However, the evaporation process is difficult to scale-up for large-area manufacturing the sputtering and Selenizaton process has been a promising method for low-cost and large-scale production of high quality CIGS In this study, we have used Cu and CuIn alloy targets for precursor deposition the precursor deposited by sputtering Cu and CuIn targets and $CuInSe_2$ thin film is manufactured by Selenization process

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권3호
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• pp.57-61
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• 2016

$Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) 휨성 태양전지의 셀을 보호하기 위하여 스프레이 코팅방법에 의해 수분과 공기로부터의 보호막을 형성하고 그 전기적, 광학적 특성을 평가하였다. 일반적으로 CIGS 휨성 태양전지의 소자층을 보호하기 위해서 EVA(ethylene-vinyl acetate) 필름을 라미네이션 장비를 통하여 여러 겹 보호막을 형성함으로써 복잡한 공정으로 인해 원가상승의 요인으로서 작용한다. 본 연구는 휨성 CIGS 태양전지의 보호막을 라미네이션 박막공정 대신에 간단한 스프레이 코팅공정을 통한 패시베이션(passivation) 박막층을 형성함으로써 CIGS 태양전지 무게의 경량화와 공정시간 단축 연구를 진행하였다. 패시베이션 박막층으로는 PVA(polyvinyl alcohol), SA(sodium alginate) 물질에 $Al_2O_3$ 나노 입자를 첨가하여 유 무기 복합 용액을 사용하였다. 스프레이 코팅된 소자에 비해 에너지 변환 효율특성 62.891 gm/[$m^2-day$]의 비교적 양호한 습기 차단 특성을 나타내었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.101.1-101.1
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• 2010

$Cu(InGa)Se_2$ (CIGS) 태양전지는 박막형 태양전지 중 가장 높은 에너지 변환 효율이 보고 되고 있다. CIGS 태양전지를 제조하는 방법은 3 단계 동시 증착법, 금속 전구체의 셀렌화 공정법, 전기 증착법 등이 있다. 이 중 금속 전구체의 셀렌화 공정법은 다른 제조 방법에 비해 대면적 생산에 유리하고, 비교적 공정 과정이 간단하다는 장점이 있다. 하지만 금속 전구체의 미세구조 및 제조 방법, 셀렌화 공정의 최적화에 대한 연구가 부족하다. 본 실험에서는 후면전극으로 사용되는 Mo 층이 증착된 소다회 유리(soda-lime glass)를 기판으로 사용하였다. Cu-In(4:6), Cu-Ga(6:4) 타겟을 DC 스퍼터링 시스템을 이용하여 금속 전구체를 증착하였다. 이 후 미국 Delawere 대학교의 IEC 연구소와 한국전자통신연구원 (ETRI)에서 금속 전구체의 셀렌화 공정을 진행하였다. 셀렌화 공정 전후의 금속 전구체의 결정 크기와 미세구조의 변화를 관찰하기 위하여 주사전자현미경 (SEM)과 X선 회절 분석기 (XRD)를 사용하였다. 센렌화 공정이 진행된 금속 전구체 위에 버퍼층으로 사용되는 CdS와 전면전극으로 사영되는 ZnO, ITO 층을 합성한 후 에너지 변환 효율을 측정하였다. 최고 효율은 9.7%로 관찰되었다.

• Current Photovoltaic Research
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• 제3권2호
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• pp.39-44
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• 2015

$Cu(In,Ga)_3Se_5$ (${\beta}-CIGS$) has a band gap of 1.35 eV which is an optimum value for high solar-energy conversion efficiency. However, ${\beta}-CIGS$ film was not well characterized yet due to lower efficiency compared to $Cu(In,Ga)Se_2$ (${\alpha}-CIGS$). In this work, ${\beta}-CIGS$ films were fabricated by a three-stage co-evaporation of elemental sources with various Se fluxes. As the Se flux increased, the crystallinity of ${\beta}-CIGS$ phase was improved from the analysis of Raman spectroscopy and a deep-level defect was reduced from the analysis of photoluminescence spectroscopy. A Se treatment of the ${\beta}-CIGS$ film at $200^{\circ}C$ increased Ga content and decreased Cu content at the surface of the film. With the Se treatment at $200^{\circ}C$, the cell efficiency was greatly improved for the CIGS films prepared with low Se flux due to the increase of short-circuit current and fill factor. It was found that the main reason of performance improvement was lower Cu content at the surface instead of higher Ga content.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.675-675
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• 2013

CIGS thin films have received a great attention as a promising material for solar cells due to their high absorption coefficient, appropriate bandgap, long-term stability, and low cost production. CIGS thin films have been deposited by various methods such as co-evaporation, sputtering, spray pyrolysis and electro-deposition. In this study, Cu(In,Ga)Se2(CIGS) thin films were prepared using a single quaternary target by rf magnetron sputtering. The effect of sulfurization on the structural, compositional and electrical properties of the films was examined in order to develop the deposition process. An optimal sulfurization process will be selected for the preparation of CIGS thin films with good structural, optical and electrical properties by applying various sulfurization processes. In addition, the electrical properties of CIGS thin films were investigated by post-deposition annealing process. The carrier concentration of CIG(SSe) thin films after sulfurization was increased from $10^{14}cm^{-3}$ to $10^{16}cm^{-3}$ and the resistivity was increased from 10 ${\Omega}cm$ to $10^3$ ${\Omega}cm$. It is confirmed that CIG(SSe) thin films prepared at optimal deposition condition have similar atomic ratio to the target value after sulfurization.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.415-415
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• 2013

We have investigated the optical and electrical properties of the CIGS thin film solar cells by the electroreflectance (ER), photoreflectance (PR), photoluminescence (PL), and photocurrent (PC) spectroscopies at room temperature. The ER spectrum had two narrow signal regions and one broad signal region. We measured PL and PC to confirm the signals at low energy region (1.02~1.35 eV), so these signals are related to the CIGS thin film, and the high energy region (2.10~2.52 eV) is related to the CdS bandgap energy. The broad signal region (1.35~2.09 eV) is due to the internal electric field by the p-n junction from the comparison between PR and ER spectra, and we calculated the internal electric field by the p-n junction. In the high efficiency solar cell, the CdS signal of ER spectrum is narrower than the lower efficiency solar cells.

• 한국융합학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.197-202
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• 2022

CZTS 태양전지는 Cu, Zn, Sn, Se, S으로 구성된 흡수층을 사용하는 박막 태양전지로, In, Ga이 사용되는 CIGS 태양전지보다 저렴하며 Pb, Cd이 사용된 페로브스카이트, CdTe 태양전지보다 친환경적이다. 본 연구에서 우리는 유연기판인 Mo foil 위에 제작된 유연 CZTS 태양전지를 지정된 곡률만큼 휘게 하는 bending test를 진행하였다. 태양전지에 압축응력이 가해지는 inner benidng과 인장응력이 가해지는 outer bending의 방향에서 실험은 진행되었으며, 50 mmR의 곡률 반경으로 진행된 1,000 회의 굽힘 횟수 동안 태양전지의 효율은 최고 12.7%까지 감소하였으며, 두 방향 모두에서 효율 감소의 가장 큰 원인은 병렬저항의 큰 감소로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.459.2-459.2
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• 2014

CdTe계와 CGIS계 태양전지의 광투과층으로 CdS 박막이 많이 사용된다. Cds 박막의 필요한 물성으로는 높은 광투과도와 얇은 두께이다. 광투과층으로 사용되는 CdS 막의 광투과도가 높아야 많은 양의 빛이 손실 없이 투과하여 광흡수층인 CIGS에 도달할 수 있다. 특히, CdS막의 두께가 얇으면 밴드 갭 이상의 에너지를 가지는 파장의 빛도 투과시킬 수 있어 태양전지의 효율의 증가을 얻을 수가 있다. 그러나 CdS 막의 두께가 얇을 경우, pinhole이 생성되는 등 막의 균질성이 문제가 된다. 본 연구에서는 높은 변환 효율을 갖는 CIGS 박막 태양전지 제작에 적합한 chemical bath depostion(츙)법을 이용하여 CdS 박막을 제조하였다. 또한 반응시간, Cd 및 S source 비와 같은 증착 조건에 따른 박막의 특성을 조사하였다.