-Hot-wall epitaxy 방법에 의하여 GaAs(100) 기판위에 CdTe(100)박막을 성장하였다. 박막을 성 장하는 동안 기판의 온도는 28$0^{\circ}C$ 증발원의 온도는 $430^{\circ}C$로 유지하였고 성장률은 $2mu$m/h이었다. 박막의 두께가 증가함에 따라 격자상수와 2결정 X-선 요동곡선의 반폭치가 감소하였다. CdTe (100) 박막의 광 전류 스펙트럼으로부터 에너지 띠간격의 광전류 봉우리는 가전자대 8 에 있는 전자가 광흡수에 의해 전도대 6 전이한 것이며 에너지 띠간격의 온도의존성을 구한 결과 온도계수 a=-2.3~-3.5 x 10-4 ev/k.
CdTe films were deposited by close spaced sublimation with various substrate temperatures, cell areas, and thicknesses of CdTe and ITO layers and their effects on the CdS/CdTe solar cells were investigated. The resistivity of CdTe layers employed in this study was 3$\times$$10^{4}$$\Omega$cm For constant substrate temperature the optimum substrate ternperature for CdTe deposition was $600^{\circ}C$. To obtain larger grain size and more compact microstructure, CdTe film was initially deposited at 62$0^{\circ}C$, and then deposited at 54$0^{\circ}C$. The CdTe film was annealed at 62$0^{\circ}C$ and $600^{\circ}C$ sequentially to maintain the CdTe film quality. The photovoitaic cell efficiency improved by the "two-wave" process. For constant substrate temperature, the optimum thickness for CdTe was 5-6$\mu m$. Above 6$\mu m$ CdTe thickness, the bulk resistance of CdTe film degraded the cell performance. As the cell area increased the $V_{oc}$ remained almost constant, while $J_{sc}$ and FF strongly decreased because of the increase of lateral resistance of the ITO layer. The optimum thickness of the ITa layer in this study was 300~450nm. In this experiment we obtained the efficiency of 9.4% in the O.5cm' cells. The series resistance of the cell should be further reduced to increase the fill factor and improve the efficiency.
Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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2012.05a
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pp.734-736
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2012
Cadmium telluride (CdTe) films have been prepared on Corning 7059 glass, molybdenum (Mo), and polyimide (PI) substrates by r.f. magnetron sputtering technique. The influence of the sputter pressure on the structural and optical properties of these films was evaluated. In addition, a comparison of the properties of the films deposited on fferent substrates was performed.
Park, Ju-Sun;Na, Han-Yong;Ko, Pil-Ju;Kim, Nam-Hoon;Yang, Jang-Tae;Lee, Woo-Sun
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2008.11a
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pp.111-111
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2008
태양전지는 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환시켜주는 광전 소자로서 구조적으로 단순하고 제조 공정도 비교적 간단하지만, 실용화를 위해서는 비용적인 측면이 많은 걸림돌이 되고 있다. 기존의 실리콘 태양전지는 낮은 광흡수율, 고비용임에도 불구하고 가장 많이 활용되고 있는 태양전지 기술이다. 그러나 태양전지의 경제성 향상과 실용화를 위해서는 기존의 실리콘 태양전지 보다 고효율 및 고신뢰도의 박막형 태양전지의 개발이 필요하다. 박막헝 태양전지의 재료로는 비정질 실리콘, 다결정 실리콘. CIGS, CdTe 등이 있다. 그 중에서도 박막형 태양전지에 광흡수층 물질로는 밴드갭 에너지 (l.4eV 부근), 변환 효율, 경제성 등을 고려했을 때 II-VI족 화합물인 CdTe가 가장 적합한 것으로 각광받고 있다. 하지만 아직까지 실리콘 태양전지에 비해 효율이 많이 떨어지는 단점을 가지고 있기 때문에 효율을 더 끌어올리기 위한 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다. 또한 CMP(chemical mechanical polishing) 공정은 반도체 박막 분야뿐만 아니라 물리, 화학 반응의 기초 연구에도 널리 응용이 되는 기술로써, 시료와 연마 패드 사이의 회전마찰에 의한 기계적 연마와 연마제 (abrasive) 에 의한 화학적 에칭으로 박막 표면을 평탄화하는 기술이다. 본 연구에서는 sputtering 법에 의해 증착된 CdTe 박막에 CMP 공정을 적용하여 표면 특성을 개선한 뒤 태양전지 변환 효율과 직접적인 연관성을 가지고 있는 표면 및 광특성의 변화를 CMP 공정 전과 후로 비교하였다. 표면의 변화를 관찰하기 위해서 AFM(atomic forced microscope) 과 SEM(scanning electron microscopy) 을 이용하였으며, 광특성의 비교를 위해서 흡수율과 PL특성을 측정하였다.
Kim, Dae-Guk;Sin, Jeong-Uk;Lee, Yeong-Gyu;Kim, Seong-Heon;Lee, Geon-Hwan;Nam, Sang-Hui
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2012.08a
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pp.327-328
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2012
의료분야의 진단 방사선 장비는 초기의 필름방식 및 카세트에서 진보되어 현재는 디지털방식의 DR (Digital Radiography)이 널리 사용되며 이에 관한 연구개발이 활발히 진행 되고 있다. DR은 일반적으로 직접방식과 간접방식으로 나눌 수 있다. 직접방식의 원리는 X선을 흡수하면 전기적 신호를 발생 시키는 광도전체(Photoconductor)를 사용하여 광도전체 양단 전극에 전압을 인가하여 전기장을 유도한 가운데, X선을 조사하면 광도전체 내부에서 전자-전공쌍(Electron-hole pair)이 생성된다. 이것은 양단에 유도된 전기장의 영향으로 전자는 +극으로, 전공은 -극으로 이동하여 아래에 위치한 하부기판을 통하여 이미지로 변조된다. 간접방식은 X선을 흡수하면 가시광선으로 전환하는 형광체(Scintillator)를 사용하여 조사된 X선을 형광체에서 가시광선으로 전환하고, 이를 Photodiode와 같은 광변환소자로 전기적 신호로 변환하여 방사선을 검출하는 방식을 말한다. 본 연구에서는 직접방식에서 이용되는 광도전체 중 흡수효율이 높고 Mobility가 뛰어난 CdTe를 선정하여 PVD (Physical vapor deposition)방식으로 300 m의 두께를 목표로 하여 증착을 진행하였다. Chamber의 진공도가 $2.5{\times}10^{-2}$ Torr로 도달 시점부터, Substrate와 Boat에 열을 가하였다. Substrate온도는 $350^{\circ}C$, Boat온도는 $300^{\circ}C$도로 설정하여 11시간 동안 진행하였다. Substrate온도는 $303^{\circ}C$, Boat온도는 $297^{\circ}C$도부터 증착이 시작되어 선형적인 증가세 추이를 나타내어 Substrate 및 Boat온도가 설정 값에 도달 하였을 때, $25{\sim}34.4{\AA}/s$ 증착율을 나타내었다. 하부전극의 물질에 따른 CdTe증착 효율성 평가를 진행한 후, 그에 따른 전기적 특성을 알아보았다. 하부전극의 물질로는 ITO (Indium Tin Oxide), Parylene이 코팅 된 ITO, Au, Ag를 사용하였다. 하부전극의 물질 상단에 Thermal Evaporation System을 사용하여 CdTe를 증착한 후, Cdte 상단에 Au를 증착 시켜 민감도(Sensitivity)와 암전류(Dark current)를 측정하였다. 증착 결과 ITO와 Ag상단에 증착시킨 CdTe박막은 박리가 되었고, Au와 Parylene이 코팅 된 ITO에는 CdTe박막이 안정적이게 형성이 되었다. 이 두 샘플에 대하여 동일한 조건으로 민감도와 암전류를 측정 시, Parylene이 코팅된 ITO를 하부전극으로 사용한 CdTe박막은 0.1021 pA/$cm^2$의 암전류와 1.027 pC/$cm^2$의 민감도를 나타낸 반면, Au를 하부전극으로 사용한 CdTe박막은 0.0381 pA/$cm^2$의 암전류와 1.214 pC/$cm^2$의 민감도를 나타내어 Parylene이 코팅된 ITO보다 우수한 전기적 특성을 나타내었다. 따라서 Au는 CdTe박막 증착 시, 하부전극 기판으로서 뛰어난 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.5
no.1
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pp.25-36
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1995
We have investigated the structure and the conductivity of the $Cd_{1-y}Zn_{y}$ Te films evaporated on the glass substrates (Corning 7059) by Electron Beam Evaporator (EBE) in pressure of approximately $1 {\times} 10^{-6}$ torr.The structure temperatures were held at both room temperature and $300^{\circ}C$, and the samples have annealed for an hour at $300^{\circ}C$ The survace com-position of the as-prepared films were slightly different from those of CdZn Te source material.Cd losses on the CdZnTe surface was measured about 4% of atomic ratio at room temperature substrate, whereas Zn atomic ratio was nearly constant, relatively. The strure is observed to be polycrystalline whose phase is mainly cubic phase. Thermal expansion coefficient was $6.30 {\times} 10^{-5}/^{\circ}C$ which was calculated from the variation of lattice parameter by X-ray powder pat-terns measured at $400^{\circ}C$.Diffraction peaks were slightly increased by annealing for an hour at $300^{\circ}C $, but they werey highly affected by substrate temperature during evaporation.
[ $CdSe_xTe_{1-x}$ ] ($0{\le}x{\le}1$) thin films were deposited cathodically on Ti substrates in aqueous sulfric acid solution containing 1M $CdSO_4$ and 1mM$(TeO_2+SeO_2)$. The limiting current was observed in deposition potential ranging from -0.20 to -0.65 vs.Ag/AgCl ; although its value has changed a little depending on the mole ratio x, the limiting current was almost constant in deposition potential of -0.45V in spite of the change of mole ratio x. The crystal structure of the $CdSe_xTe_{1-x}$ thin films was cubic zinc-blonde in the range of mole ratio $x=0{\sim}0.8$, and hexagonal wurtzite in the mole ratio x=1 When the mole ratio changed from x=0 to x=0.8, diffraction peaks was shifted to the larger diffraction angle.
Polycrystalline CdTe thin films for solar cell continues to be a promising material for the development of cost effective and reliable photovoltaic processes. The two key advantages of this material are its high optical absorption coefficient and its near ideal band gap for photovoltaic conversion efficiency of 1.4-1.5 eV. In this study we made the CdTe thin films for solar cell application which was deposited on the glass substrates using a modified chemical spray method at low temperature. This process does not require the sophisticated and expensive vacuum systems. The prepared CdTe films were characterized with the aid of scanning electron microscope (SEM), UV-visible spectrophotometer, and X-ray diffraction spectrometer (XRD). Following are results of a study on the "Human Resource Development Center for Economic Region Leading Industry" Project, supported by the Ministry of Education, Science & Tehnology(MEST) and the National Research Foundation of Korea(NRF).
Kim, Gwang-Cheon;Choe, Won-Cheol;Jeong, Gyu-Ho;Kim, Hyeon-Jae;Kim, Jin-Sang
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2011.02a
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pp.451-451
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2011
적외선 소자의 재료로 쓰이는 액상 에피 성장법(Liquid phase epitaxy: LPE)으로 성장된 HgCdTe (MCT)박막의 Hg 분위기 열처리에 따른 구조적 변화를 고 분해능 투과 전자 현미경으로 관찰하였다. 일반적으로 LPE방법으로 성장된 MCT박막은 성장 방법의 특성상 Te 과다 영역의 성장용액이 사용되므로 상온 냉각 과정에서 박막 내 국부적인 Te 석출물을 형성 시킬 가능성이 높다. 또한, 성장 과정시 높은 Hg 증기압으로 인해 Hg-vacancy가 존재하므로 품질을 저하시키는 요인이 된다. 따라서, 본 실험에서는 Hg-vacancy와 국부적인 Te 석출물의 제거를 위해 Hg 분위기 열처리 공정을 실시하여 박막의 결정성 변화 및 국부적인 조성 변화를 관찰하였다. 실험결과, 열처리에 따른 Hg의 박막 내 공급으로 인한 이차상의 형성 등이 관찰 되었으며 부피 팽창으로 인해 격자의 변형이 관찰 되었다. 이는 투과 전자 현미경의 고 분해능 이미지 와 Gaussian mask filtering 기법으로 보여진 격자 줄무늬상 (lattice fringe)으로 확인 하였다. 또한, 열처리에 따른 국부적인 조성 편기의 해소는 high angle annular dark field scanning TEM(HAADF-STEM)을 이용하여 관찰 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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