• 제목/요약/키워드: CuInS-ZnS

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RF Magnetron Sputtering법으로 제조한 Cu$_2$ZnSnS$_4$박막 특성에 관한 연구 (A study on the properties of Cu$_2$ZnSnS$_4$ thin films prepared by rf magnetron sputtering process)

  • 이재춘;설재승;남효덕;배인호;김규호
    • 한국표면공학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.39-46
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    • 2002
  • $Cu_2$$ZnSnS_4$(CZTS) thin film is one of the candidate materials for the solar cell. It has an excellent optical absorption coefficient as well as appropriate 1.4~1.5eV band gap. The purpose of this study is replacing a half of high-cost Indium(In) atoms with low-cost Zinc(Zn) atoms and the other half with low-cost Tin(Sn) atoms in the lattice of CIS. Thin films were deposited on ITO glass substrates using a compact target which were made by $Cu_2$S, ZnS, SnS$_2$ powder at room temperature by rf magnetron sputtering and were annealed in the atmosphere of Ar and $S_2$(g). We investigated potentialities of a low-cost material for the solar cell by measuring of thin film composition, the structure and optical properties. We could get an appropriate $Cu_2$$ZnSnS_4$ composition. Structure was coarsened with increasing temperature and (112), (200), (220), (312) planes appeared to conform to all the reflection Kesterite structure. A (112) preferred orientation was advanced with increasing the annealing temperature as shown in the diffraction peaks of the CIS cells and was available for photovoltaic thin film materials. The band gap increased from 1.51 to 1.8eV as the annealing temperature increased. The optical absorption coefficient of the thin film was about $10^4$$cm^{-1}$.

한국 정상성인의 항산화 관련 혈청 무기질 농도에 관한 연구 (A Study on Serum Concentrations of Antioxidant Minerals in Normal Korean Adults)

  • 이양자
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제31권3호
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    • pp.324-332
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    • 1998
  • Studies on relationships between antioxidant nutrients and various chronic diseases are increasing. In this study , serum concentrations of antioxidant minerals(Se, Cu, Zn & Mn) wee measured and compared among normal Korean adults. The ICP -MS method was employed to measure mineral concentrations. The subjects consisted of 329 healthy adults(154 men & 175 women) aged 20-79 years. The mean serum concentration appeared to be 26.4$\pm$0.41 (Se), 89.6$\pm$1.53(Cu), 113.3$\pm$1.56(Zn) & 0.34$\pm$0.05(Mn)$\mu\textrm{g}$/㎗ for men and 24.5$\pm$0.32(Se), 95.1$\pm$1.58(Cu), 133.6$\pm$1.79(Zn) & 0.35$\pm$0.02(Mn) $\mu\textrm{g}$/㎗ for women respectively. Among antioxidant minerals measured, the mean serum levels of Se and Zn were higher in men than in women(p<0.001), whereas that of Cu was higher in women(p<0.01). No significant difference between sex was observed for the mean Mn concentrations. The mean serum levels of Se(p<0.01) and Zn(p<0.05) decreased significantly in the 60's women On the other hand, the Mn concentrations in the 60's of women showed a significant increase(p<0.01). This difference seems to be due to the changes in menopausal status . The Cu levels in men showed a consistent increase with advancing age. The mean Cu/Zn ratios were 0.83 $\pm$0.04 for men and 0.95$\pm$0.02(p<0.01) for women respectively. The fact that this ratio increased significantly at the 60's of men (1.26 ; p<0.001) requires further study in relation to chronic diseases. When analyzed by stepwise multiple regression, drinking positively influenced serum Se and Cu levels for both men and women , smoking, however, negatively influenced all serum mineral levels for women. Further studies are needed to clarify precise roles of antioxidant minerals, their interactions and their relation to disease status.

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Sn-0.7Cu-xZn와 OSP 표면처리 된 기판의 솔더접합부의 고속 전단강도에 미치는 Zn의 영향 (Effect of Zn content on Shear Strength of Sn-0.7Cu-xZn and OSP surface finished Joint with High Speed Shear Test)

  • 최지나;방제오;정승부
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.45-50
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    • 2017
  • 본 연구에서는 Sn-0.7Cu-xZn 무연솔더와 OSP 표면처리 된 솔더접합부의 전단강도를 Zn 함유량에 따라 평가하였다. 다섯 종류의 Sn-0.7Cu-xZn (x=0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 wt.%) 솔더페이스트를 제작한 뒤, OSP(organic solderability preservative) 표면처리 한 PCB(printed circuit board) 기판의 전극에 리플로우 공정으로 180 um 직경의 솔더볼을 형성하였다. 전단강도는 두 가지 조건의 전단속도(0.01, 0.1 m/s)로 고속전단시험(high speed shear test)을 통해 측정하였고, 고속전단시험 시에 측정된 F-x(Force-distance) curve를 통해 파괴에너지(fracture energy)를 계산하였다, SEM(주사전자현미경, scanning electron microscopy)과 EDS(energy dispersive spectroscopy) 분석을 통하여 단면과 파단면을 관찰하였고, 금속간 화합물(intermetallic compound, IMC) 층을 분석하였다. Zn 함유량이 증가함에 따라 금속간 화합물 층의 두께는 감소하였고, Zn 함유량이 0.5 wt.%일 때 가장 높은 전단 강도(shear strength)를 나타내었다. 전체적으로 높은 전단속도 조건의 전단강도 값이 낮은 전단속도 조건의 전단강도보다 높았다.

열처리 시 S/Se 분말 비율에 따른 Cu2ZnSnSe4 (CZTSSe) 박막의 합성 및 특성 평가 (Studies on Effect of S/Se Ratio on the Properties of Cu2ZnSn(SxSe1-x)4 (CZTSSe) Thin Films by Sulfo-Selenization of Stacked Precursor Thin Films)

  • 강명길;;홍창우;김진혁
    • Current Photovoltaic Research
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    • 제2권4호
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    • pp.177-181
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    • 2014
  • $Cu_2ZnSn(S_xSe_{1-x})_4$ (CZTSSe) absorber thin films were prepared on Mo coated soda lime glass substrates by sulfo-selenization of sputtered stacked Zn-Sn-Cu precursor thin films. The Zn-Sn-Cu precursor thin films were sulfo-selenized inside a graphite box containing S and Se powder using rapid thermal processing furnace at $540^{\circ}C$ in Ar atmosphere with pre-treatment at $300^{\circ}C$. The effect of different S/Se ratio on the structural, compositional, morphological and electrical properties of the CZTSSe thin films were studied using XRD (X-ray diffraction), XRF (X-ray fluorescence analysis), FE-SEM (field-emission scanning electron microscopy), respectively. The XRD, FE-SEM, XRF results indicated that the properties of sulfo-selenized CZTSSe thin films were strongly related to the S/Se composition ratio. In particular, the CZTS thin film solar cells with S/(S+Se)=0.25 shows best conversion efficiency of 4.6% ($V_{oc}$ : 348 mV, $J_{sc}$ : $26.71mA/cm^2$, FF : 50%, and active area : $0.31cm^2$). Further detailed analysis and discussion for effect of S/Se composition ratio on the properties CZTSSe thin films will be discussed.

중금속(Cd, Cu, Zn)이 해산규조류(Skeletonema costatum)의 개체군 성장률에 미치는 독성영향 (Toxic Effects of Heavy Metal (Cd, Cu, Zn) on Population Growth Rate of the Marine Diatom (Skeletonema costatum))

  • 황운기;류향미;이주욱;이승민;강한승
    • 환경생물
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    • 제32권3호
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    • pp.243-249
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    • 2014
  • 해산규조류 Skeletonema cosatatum의 개체군성장률 (r)을 사용하여 중금속 3종(Cd, Cu, Zn)의 독성영향 평가를 수행하였다. S. costatum을 Cd (0, 0.63, 1.25, 2.50, 5.00, 10.00 ppm), Cu (0, 0.25, 0.50, 0.75, 1.00, 1.25, 1.50 ppm) 그리고 Zn (0, 0.31, 0.63, 1.25, 2.00, 2.50, 5.00 ppm)에 노출하고 96 h 이후에 r 값을 도출하였다. 대조구(Cd, Cu 그리고 Zn을 포함하지 않은)에서 r은 0.05보다 높았으며 중금속 농도가 증가할수록 r은 감소하였다. 중금속에 의해 농도의존적으로 r이 감소되었고 Cd 농도 1.25, Cu 농도 1.25 그리고 Zn 농도 2.50 ppm 이상의 농도에서 명확한 감소를 나타냈다. 중금속의 독성영향은 Cu>Zn>Cd 순서이며, 이때 $EC_{50}$ 값은 각각 1.11, 2.13 그리고 6.84 ppm으로 나타났다. 중금속 3종(Cd, Cu 그리고 Zn)에 노출된 r의 최소영향농도는 각각 1.25, 1.00, 2.00 ppm으로 나타났다. 이 결과를 바탕으로, 해양환경에서 S. costatum의 r은 Cd 농도가 1.25 ppm 이상, Cu 농도가 1.00 ppm 이상, Zn 농도가 2.00 ppm 이상인 경우에 독성영향을 받았다. 그러므로 S. costatum의 r은 해양환경에서 중금속 독성영향 평가를 위한 매우 유용한 방법으로 판단된다.

A stable solid state quantum dot sensitized solar cell with p-type CuSCN semiconductor and its dopping effect

  • 김희진;설민수;용기중
    • 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.

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Mo 패턴을 이용한 3-D 구조의 Cu2ZnSn (SxSe1-x)4 (CZTSSe) 박막형 태양전지 제작 (3-D Structured Cu2ZnSn (SxSe1-x)4 (CZTSSe) Thin Film Solar Cells by Mo Pattern using Photolithography)

  • 조은진;강명길;신형호;윤재호;문종하;김진혁
    • Current Photovoltaic Research
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    • 제5권1호
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    • pp.20-24
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    • 2017
  • Recently, three-dimensional (3D) light harvesting structures are highly attracted because of their high light harvesting capacity and charge collection efficiencies. In this study, we have fabricated $Cu_2ZnSn(S_xSe_{1-x})_4$ based 3D thin film solar cells on PR patterned Molybdenum (Mo) substrates using photolithography technique. Specifically, Mo patterns were deposited on PR patterned Mo substrates by sputtering and the thin Cu-Zn-Sn stacked layer was deposited over this Mo patterns by sputtering technique. The stacked Zn-Sn-Cu precursor thin films were sulfo-selenized to form CZTSSe pattern. Finally, CZTSSe absorbers were coated with thin CdS layer using chemical bath deposition and ZnO window layer was deposited over CZTSSe/CdS using DC sputtering technique. Fabricated 3-D solar cells were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF) analysis, Field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) to study their structural, compositional and morphological properties, respectively. The 3% efficiency is achieved for this kind of solar cell. Further efforts will be carried out to improve the performance of solar cell through various optimizations.

구조 및 두께 변화에 따른 후막 전계발광 소자에 관한 연구 (A Study on Powder Electroluminescent Device through Structure and Thickness Variation)

  • 한상무;이종찬;박대회
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.1379-1381
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    • 1998
  • Powder electroluminescent device (PELD) structured conventionally dielectric and phosphor layer, between electrode and their layer fabricated by screen printing splaying or spin coating method. To promote performance of PELDs, we approached the experiments for different structure and thickness variation of PELD. Thickness variation($30{\mu}m{\sim}130{\mu}m$) was taken. To investigate electrical and optical properties of PELDs, EL spectrum, transferred charge density using Sawyer-Tower's circuit brightness was measured. Variation of structure in PELDs was as follows: WK-1 (ITO/BaTiO3/ZnS:Cu/Silver paste), WK-2 (ITO/BaTiO3/ZnS:Cu/BaTiO3/ZnS:Silver paste), WK-3 (ITO/BaTiO3/ZnS:Cu/BaTiO3/Silver paste), WK-4(ITO/BaTiO3+ZnS:Cu/Silver paste) As a result, structure of the highest brightness appeared WK-4 possessed 60 ${\mu}m$ thickness. The brightness was 2719 cd/$m^2$ at 100V, 400Hz.

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인체친화적 $CuInS_2$-ZnS 코어-쉘 나노입자가를 포함한 Poly(methylmethacrylate) 박막을 사용하여 제작한 비휘발성 메모리 소자에 대한 전기적 안정성

  • 윤동열;김태환;김성우;김상욱
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.336-336
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    • 2012
  • 유기물/무기물 하이브리드 나노 복합체를 사용하여 제작한 비휘발성 유기 메모리 소자는 공정의 간편성과 휘어짐이 가능한 장점을 가지고 있어 많은 연구가 활발히 진행되고 있으나 대부분의 좋은 전기적 성능을 갖는 소자에 포함되는 나노 입자는 독성을 가지거나 가격이 비싸다는 단점을 갖고 있다. 인체진화적이며 가격이 저렴한 나노입자를 이용한 비휘발성 메모리 소자에 대한 전기적 성능의 안정성에 대한 연구는 미미한 상황이다. 이에 본 연구에서는 인체친화적 $CuInS_2(CIS)$-ZnS 코어-쉘 나노 입자가 분산되어 있는 poly (methylmethacrylate) (PMMA) 박막을 사용하여 비휘발성 메모리 소자를 제작하여 전기적 성능과 안정성에 대한 연구를 하였다. 인체친화적 CIS-ZnS 나노입자를 포함한 PMMA 용액을 Al 하부전극을 가진 p-Si (100) 기판 위에 스핀코팅 방법으로 균일하게 도포 하였다. 남아 있는 용매를 완전히 제거하기 위해 열을 가해 CIS-ZnS 나노입자가 분산되어 있는 PMMA 나노 복합체를 형성하였다. CIS-ZnS 나노입자를 포함한 PMMA 박막 위에 금속 마스크를 사용하여 Al 상부전극을 열 증착 방법으로 형성하여 비휘발성 메모리 소자를 완성하였다. 정전용량-전압 (C-V) 측정을 하여 평탄 전압 이동을 관찰하였고, CIS-ZnS 나노입자의 역할을 알아보기 위해 나노입자가 없는 PMMA 박막을 갖는 소자를 제작하여 동일한 조건에서 C-V 측정을 하였다. 소자의 안정성을 알아보기 위해 평탄 전압-유지 시간 (Vth-t) 측정을 수행하였다. Vth-t 측정은 CIS-ZnS 나노입자가 전하 포획 장소로 사용할 수 있는 것과 전기적 안정성을 갖고 있는 것을 확인하였다. C-V와 Vth-t 측정결과 및 에너지 대역도를 사용하여 CIS-ZnS 나노입자가 분산되어 있는 PMMA 박막을 포함한 나노 복합체를 사용하여 제작한 이용한 비휘발성 메모리 소자에서 전하수송 메커니즘을 설명하였다.

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Microstructure and Magnetic Property of Nanostructured NiZn Ferrite Powder

  • 남중희
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권12호
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    • pp.1119-1123
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    • 2002
  • Nanostructured spinel NiZn ferrites were prepared by the sol-gel method from metal nitrate raw materials. Analyses by X-ray diffraction and scanning electron microscopy showed the average particle size of NiZn ferrite was under 50 nm. The single phase of NiZn ferrites was obtained by firing at 250${\circ}C$, resulting in nanoparticles exhibiting normal ferrimagnetic behavior. The nanostructured $Ni_{1-X}Zn_XFe_2O_4$ (x=0.0∼1.0) were found to have the cubic spinel structure of which the lattice constants ${\alpha}_2$ increases linearly from 8.339 to 8.427 ${\AA}$ with increasing Zn content x, following Vegard's law, approximately. The saturation magnetization $M_s$ was 48 emu/g for x=0.4 and decreased to 8.0 emu/g for higher Zn contents suggesting the typical ferrimagnetism in mixed spinel ferrites. Pure NiZn ferrite phase substituted by Cu was observed before using the additive but hematite phase was partially appeared at $Ni_{0.2}Zn_{0.2}Cu_{0.6}Fe_2O_4$. On the other hand, the hematite phase in this NiZn Cu ferrite was disappeared after using the additive of acethyl aceton with small amount. The saturation magnetization Ms of $Ni_{0.2}Zn_{0.8-y}Cu_yFe_2O_4$(y=0.2∼0.6) as measured was about 51 emu/g at 77K and 19 emu/g at room temperature, respectively.