• 제목/요약/키워드: Energy bandgap

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표면 광전압을 이용한 ZnSe 에피층의 특성 연구 (A study on characteristics of ZnSe epilayer by using surface photovoltage)

  • 최상수;정명랑;김주현;배인호;박성배
    • 한국진공학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.350-355
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    • 2001
  • 반절연성 GaAs 위에 분자선 에피택시(MBE)법으로 성장된 ZnSe 에피층의 특성을 표면 광전압(SPV)법을 이용하여 연구하였다. 측정으로는 증가하는 광세기 및 변조 주파수에 따라 시행하였다. 미분한 표면 광전압(DSPV) 신호로부터 ZnSe 에피층의 띠간 에너지는 결정되었다. 실온의 표면 광전압 신호로부터 5개의 준위들이 관측되었는데, 이러한 준위들은 성장시 계면에서 형성되는 불순물 및 결함과 관계된다. 관측된 준위들은 입사광 세기에 따른 외인성 전이의 경향을 보여주었다. 실온에서 관측되지 않은 1s와 2s 엑시톤 흡수와 관계된 신호가 80 K에서 측정한 표면 광전압 스펙트럼에서 두 개의 피크로 분리되어 나타났다. 변조 주파수 의존성으로부터 시료의 접합콘덕턴스 및 용량을 구하였다.

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Cu계 $I-III-VI_2$ 화합물 박막 태양전지 연구 (A Study on the Cu-based $I-III-VI_2$ Compound Thin Film Solar Cells)

  • 윤재호;안세진;김석기;이정철;송진수;안병태;윤경훈
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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    • pp.109-112
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    • 2005
  • Cu계$I-III-VI_2$화합물은 직접천이형 반도체로 광흡수계수가 매우 높아 박막형 태양전지 제조에 매우 유리하다 또한 화학적으로 안정하며 Ga, A1등을 첨가하면 에너지 금지대폭을 조절할 수 있어 Wide Bandgap 태양전지 및 탠덤구조 태양전지를 제조하기에도 용이하다. $CuInSe_2(CIS)$ 물질에서 In을 $20-30\%$ 정도 치환한 $Cu(In,\;Ga)Se_2(CIGS)$ 태양전지의 경우 $19.5\%$의 세계 최고 효율을 보고하고 있으며 이는 다결정 실리콘 태양전지의 효율과 비슷한 수준이다. 본 연구에서는 동시 진공증발법을 이용하여 증착한 CIGS 박막 및 $CuGaSe_2(CGS)$ 박막을 이용하여 태양전지를 제조하였다. 공정의 재현성 및 결정립계가 큰 광흡수층 제조를 위하여 실시간 기판 온도 모니터링 시스템을 도입하였으며 버퍼층으로는 용액성장한 CdS 박막을 사용하였다. SLG/MO/CIGS(CGS)/CdS/ZnO/Al구조의 태양전지를 제조하여 면적 $0.5cm^2$에서 각각 $15\%$(CIGS)와 $7\%(CGS)$의 효율을 얻었다.

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NIR 흡수 염료를 이용한 염료감응형 태양전지 (Synthesis and Photovoltaic Performance of NIR Absorption Dyes for the Dye Sensitized Solar Cell)

  • 김상아;정미란;이민경;김재홍
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.118.1-118.1
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    • 2011
  • The dye-sensitized solar cell (DSSC) is a device for the conversion of visible light into electricity, based on the sensitization of wide bandgap semiconductors. The performance of the cell mainly depends on a dye used as sensitizer. The absorption spectrum of the dye and the anchorage of the dye to the surface of TiO2 are important parameters determining the efficiency of the cell. Generally, transition metal coordination compounds(ruthenium polypyridyl complexes) are used as the effective sensitizers, due to their intense charge-transfer absorption in the whole visible range and highly efficient metal-to ligand charge transfer. However, ruthenium polypyridyl complexes contain a heavy metal, which is undesirable from point of view of the environmental aspects. Moreover, the process to synthesize the complexes is complicated and costly. Alternatively, organic dyes can be used for the same purpose with an acceptable efficiency. The advantages of organic dyes include their availability and low cost. We designed and synthesized a series of organic sensitizers containing long wavelength absorption-chromophores for the dye sensitized solar cell. The DSSC composed of Blue-chromophores for the sensitization absorbed long wavelength region which is different also applied into the dye-cocktail (mixing) system. The photovoltaic property of DSSCs organic long wavelength absorption-chromophores were measured and evaluated by comparison with that of individual chromophores.

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증착 온도와 후열처리에 따른 $Mg_xZn_{1-x}O$ 박막의 특성 연구 (Variation of the properties of $Mg_xZn_{1-x}O$ films depending on deposition temperature and post annealing treatment)

  • 김재원;강홍성;김종훈;이상렬
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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    • pp.579-582
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    • 2004
  • [ $Mg_xZn_{1-x}O$ ] thin films on (001) sapphire substrates have been deposited by pulsed laser deposition (PLD). The substrate temperature has been varied from $200^{\circ}C$ to $600^{\circ}C$ in order to control Mg content in $Mg_xZn_{1-x}O$ thin film. $Mg_xZn_{1-x}O$ thin films deposited at 200, 400 and $600^{\circ}C$ were annealed at temperatures of $800^{\circ}C$. The ratio of Mg was mesured by Rutherford backscattering spectrometry. The optical properties of $Mg_xZn_{1-x}O$ thin films were characterized by photomulinesence. The ratio of Mg was varied depending on the deposition temperatures which resulted in the change of energy bandgap.

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펄스 레이저 증착법으로 성장된 투명 TFTs 채널층을 위한 ZnO 박막 분석 (Characterization of ZnO Thin Films Grown by Pulsed Laser Deposition for Channel Layer of Transparent TFTs)

  • 이원용;김지홍;노지형;조대형;문병무;구상모
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.77-78
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    • 2008
  • ZnO thin films were deposited on glass substrates by pulsed laser deposition (PLD) at various oxygen pressures. We observed structural, electrical and optical properties of ZnO films. Structural properties were analysed by XRD and FE-SEM. Electrical properties for applications of transparent thin film transistors (TTFTs) were measured by hall measurement using van der pauw methods at room temperature. In order to apply in transparent devices, we measured transmittance, and optical bandgap energy was calculated by Tauc's equation. The results showed that ZnO films deposited at 200mTorr oxygen pressure were applicable to channel layers of transparent TFTs. It had high hall mobilities ($52.92cm^2$/V-s) and suitable transmittance at visible wavelength region (above 80%).

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다중양자우물의 상호 섞임 현상을 이용한 다중 파장 검출기의 제작 (Fabrication of dual wavelength photodetector using quantum well intermixing)

  • 여덕호;윤경훈;김항로;김성준
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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    • pp.10-11
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    • 2000
  • 광통신을 이용한 근거리 전송과 장거리 전송에서 1.3 및 1.55 $mu extrm{m}$ 파장 영역의 빛이 사용되고 있다. 향후, 각 가정마다 광선로를 연결하는 Fiber-to-the-home (FTTH)의 개념과 광CATV가 발전함에 따라 1.3 및 1.55 $\mu\textrm{m}$ 빛을 검출하는 소자와 송신하는 소자가 필요하게 된다. 본 논문에서는 이러한 다중파장을 검출할 수 있는 집적소자를 제작 및 측정하였다. 본 논문에서 사용된 epitaxial layer의 구조는 N-InP 기판 위에 1 $\mu\textrm{m}$의 n-InP buffer층, 5층의InGaAs/InGaAsP 다중양자우물과 0.2 $\mu\textrm{m}$ InGaAsP separate confinement heterostructure (SCH) 층, 0.5$\mu\textrm{m}$ InP clad층과 0.1 $\mu\textrm{m}$ InGaAs cap 층으로 구성되어있다. 모든 epi 층은 InP 기판에 격자 정합이 되어있다. 다중양자우물구조는 84 $\AA$의 InGaAs 우물층과 100 $\AA$의 InGaAsP 장벽층으로 구성되며, 상온에서 0.787 eV (1.575 $\mu\textrm{m}$)의 bandgap energy를 갖도록 설계하였다. (중략)

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Photoreflectance 측정에 의한 $In_{0.1}Ga_{0.9}As/GaAs$ 계면의 특성 조사 (A study of interfacial characteristics for $In_{0.1}Ga_{0.9}As/GaAs$ by photoreflectance measurement)

  • 이철욱;김인수;손정식;김동렬;임재영;배인호
    • 한국진공학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.263-266
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    • 1997
  • $In_{0.1}Ga_{0.9}As$/GaAs의 계면 특성을 상온에서 photoreflectance(PR) 측정을 통하여 연구 하였다. 에피층의 두께가 증가함에 따라 PR 신호에서 Franz-Keldysh oscillation(FKO)의 주 기가 감소하였고, 계면 전기장은 감소되었다. 이것은 InGaAs와 GaAs의 이종접합계면 부근 에서 격자부정합에 의한 결함이 증가되었기 때문으로 생각된다. 에피층의 두께가 300$\AA$보다 적은 경우 두께가 얇아짐에 따라 InGaAs층이 임계 두께에 가까워져 strain의 영향으로 밴 드갭 에너지가 크게 이동하였다.

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DC Characteristics of P-Channel Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors with $Si_{0.88}Ge_{0.12}(C)$ Heterostructure Channel

  • Choi, Sang-Sik;Yang, Hyun-Duk;Han, Tae-Hyun;Cho, Deok-Ho;Kim, Jea-Yeon;Shim, Kyu-Hwan
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제6권2호
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    • pp.106-113
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    • 2006
  • Electrical properties of $Si_{0.88}Ge_{0.12}(C)$ p-MOSFETs have been exploited in an effort to investigate $Si_{0.88}Ge_{0.12}(C)$ channel structures designed especially to suppress diffusion of dopants during epitaxial growth and subsequent fabrication processes. The incorporation of 0.1 percent of carbon in $Si_{0.88}Ge_{0.12}$ channel layer could accomodate stress due to lattice mismatch and adjust bandgap energy slightly, but resulted in deteriorated current-voltage properties in a broad range of operation conditions with depressed gain, high subthreshold current level and many weak breakdown electric field in gateoxide. $Si_{0.88}Ge_{0.12}(C)$ channel structures with boron delta-doping represented increased conductance and feasible use of modulation doped device of $Si_{0.88}Ge_{0.12}(C)$ heterostructures.

Electrical Properties of Boron and Phosphorus Doped μc-Si:H Films using Inductively Coupled Plasma Chemical Vapor Deposition Method for Solar Cell Applications

  • Jeong, Chae-Hwan;Jeon, Min-Sung;Koichi, Kamisako
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제9권1호
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    • pp.28-32
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    • 2008
  • Hydrogenated microcrystalline silicon(${\mu}c$-Si:H) films were prepared using inductively coupled plasma chemical vapor deposition(ICP-CVD) method, electrical and optical properties of these films were studied as a function of silane concentration. And then, effect of $PH_3\;and\;B_2H_6$ addition on their electrical properties was also investigated for solar cell application. Characterization of these films from X-ray diffraction revealed that the conductive film exists in microcrystalline phase embedded in an amorphous network. At $PH_3/SiH_4$ gas ratio of $0.9{\times}10^{-3}$, dark conductivity has a maximum value of ${\sim}18.5S/cm$ and optical bandgap also a maximum value of ${\sim}2.39eV$. Boron-doped ${\mu}c$-Si:H films, satisfied with p-layer of solar cell, could be obtained at ${\sim}10^{-2}\;of\;B_2H_6/SiH_4$.

$GeH_4$ 가스 함량에 따른 SiGe 박막의 특성변화

  • 조재현;안시현;박형식;장경수;이준신
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.227-227
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    • 2010
  • 기존 실리콘 박막 태양 전지는 적외선에 대한 감응도와 흡수도가 낮아서 광흡수율을 증가시킬 경우 효율의 효과적인 개선이 기대되어진다. 이를 개선하기 위해서 밴드갭이 Si에 비해 상대적으로 낮은 Ge을 도입함으로써 Si와 Ge 화합물을 형성할 경우 결정상태와 수소 함유량에 따라 밴드갭 조절이 가능하다. 또한 Ge는 Si에 비해 빛에 대한 감응도가 우수하여 광흡수율을 증가시킬수 있다. 단 SiGe 박막의 Ge 량이 일정량이상 많아질 경우 박막 내 결함 등의 생성으로 광변환 효율이 오히려 감소하므로 Ge 량의 적정화가 필요하다. 본 실험에 사용된 SiGe:H Layer는 $SiH_4$ 가스와 $GeH_4$ 가스를 혼합하여 증착하였고 증착두께는 150nm로 고정하였으며 증착장비는 PECVD를 이용하였다. 파워는 플라즈마의 방전특성을 알아본 후 최소파워를 이용하여 증착하였다. 이는 증착 시 플라즈마에 의한 박막 손상을 최소화하기 위함이다. Ellipsometry를 이용하여 박막의 두께와 optical bandgap을 측정하였다. 박막의 특성을 평가하기 위해서 STA 장비를 이용하여 dark conductivity, photo conductivity, activation energy 등을 측정하였고, MDC를 이용해 C-V 곡선을 측정하였고, 이를 terman method를 이용하여 $D_{it}$를 계산하였다.

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