• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.210-213
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• 2006

나노입자를 이용하여 치밀한 $Cu(In,\;Ga)Se_2$ 태양전지용 광흡수층을 제조하기 위해 먼저, 콜로이달 방법으로 합성된 20nm이하의 CIGS 나노입자를 저가의 스프레이 법을 이용하여 CIGS 막을 제조하였다. 제조된 CIGS막을 two-zone RTP (rapid temperature Process) 방법으로 Se 분위기 안에서 열처리를 행하였다. 입자의 치밀화를 위해 기판의 온도, Se 증발온도와 수송가스의 유량을 조절하여 CIGS 입자성장을 행하였다. 그러나, Se의 증발온도가 높을수록 CIGS와 MO 박막 사이에서 $MoSe_2$ 층이 형성되었다. 형성된 $MoSe_2$층의 부피 팽창으로 인해 하부의 유리기판과 Mo층 사이에서 peeling off 현상이 발생했다. 이러한 Peeling off현상을 억제하면서 CIGS 나노입자 성장을 하기 위해, Se 공급을 빨리 할 수 있도록 Se의 증기압을 높였으며, 최적조건에서 급속 열처리 공정을 통해 CIGS 나노입자 성장과 치밀화를 위한 소결거동을 관찰하였다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.402-406
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• 1988

The MgGa2Se4 single crystal for study of optical properties is for the first time grown by Bridgmna method. The crystal structure of grown MgGa2Se4 single crystal has the Rhomobohedral structure (R3m) and its lattice constant are a=3.950\ulcorner c=38.893\ulcornerin Hexagonal structure. The energy band structure of grown MgGa2Se4 single crystal structure has direct band gap and the optical energy gap measured from optical absorption in this crystal is 2.20eV at 290K. The temperature dependence of energy gap was given Eg(T)=Eg(O)-aT\ulcorner)B+T), from varshni equation, where Eg(O)=2.34eV, a=8.79x10**-4eV/and b=250K.

• 한국재료학회지
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• 제20권12호
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• pp.661-668
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• 2010

Cu(In,Ga)$Se_2$(CIGS) photovoltaic thin films were electrodeposited on Mo/glass substrates with an aqueous solution containing 2 mM $CuCl_2$, 8 mM $InCl_3$, 20 mM $GaCl_3$ and 8mM $H_2SeO_3$ at the electrodeposition potential of -0.6 to -1.0 V(SCE) and pH of 1.8. The best chemical composition of $Cu_{1.05}In_{0.8}Ga_{0.13}Se_2$ was found to be achieved at -0.7 V(SCE). The precursor Cu-In-Ga-Se films were annealed for crystallization to chalcopyrite structure at temperatures of 100-$500^{\circ}C$ under Ar gas atmosphere. The chemical compositions, microstructures, surface morphologies, and crystallographic structures of the annealed films were analyzed by EPMA, FE-SEM, AFM, and XRD, respectively. The precursor Cu-In-Ga-Se grains were grown sparsely on the Mo-back contact and also had very rough surfaces. However, after annealing treatment beginning at $200^{\circ}C$, the empty spaces between grains were removed and the grains showed well developed columnar shapes with smooth surfaces. The precursor Cu-In-Ga-Se films were also annealed at the temperature of $500^{\circ}C$ for 60 min under Se gas atmosphere to suppress the Se volatilization. The Se amount on the CIGS film after selenization annealing increased above the Se amount of the electrodeposited state and the $MoSe_2$ phase occurred, resulting from the diffusion of Se through the CIGS film and interaction with Mo back electrode. However, the selenization-annealed films showed higher crystallinity values than did the films annealed under Ar atmosphere with a chemical composition closer to that of the electrodeposited state.

• 한국진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.322-327
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• 2012

Molecular beam epitaxy 방법으로 성장된 ZnSe/GaAs 이종접합 구조에서 ZnSe의 electroreflectance (ER) 특성을 조사하였다. ER 측정은 변조 전압, 인가 전압 및 온도의 변화에 따라 수행하였다. 상온의 ZnSe ER 스펙트럼에서 압축 변형에 의하여 분리된 가전자대의 무거운 정공(HH: 2.609 eV) 및 가벼운 정공(LH: 2.628 eV)과 전도대 사이의 전이를 관측하였다. 인가전압이 증가함에 따라 HH 전이 신호의 크기는 점차 감소하였으나, LH 전이 신호의 크기 변화는 미미하였다. 온도에 따른 ER 스펙트럼의 변화를 통하여 변형과 열팽창 계수와의 관계를 연구하였다.

• 센서학회지
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• 제10권6호
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• pp.328-337
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• 2001

수평 전기로에서 $CdGa_2Se_4$ 다결정을 합성하여 HWE 방법으로 $CdGa_2Se_4$ 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100) 위에 성장하였다. $CdGa_2Se_4$ 단결정 박막은 증발원과 기판의 온도를 각각 $630^{\circ}C$, $420^{\circ}C$로 성장하였다. 10K에서 측정한 광발광 exciton 스펙트럼과 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 반치폭(FWHM)을 분석하여 단결정 박막의 최적 성장 조건을 얻었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 $8.27{\times}10^{17}/cm^3$, $345\;cm^2/V{\cdot}s$였다. 광전류 봉우리의 10K에서 단파장대의 가전자대 갈라짐(splitting)에 의해서 측정된 ${\Delta}Cr$ (crystal field splitting)은 106.5 meV, ${\Delta}So$ (spin orbit splitting)는 418.9 meV였다. 10K의 광발광 측정으로부터 고품질의 결정에서 볼 수 있는 free exciton 과 매우 강한 세기의 중성 주개 bound exciton등의 피크가 관찰되었다. 이때 중성 주개 bound exciton의 반치폭과 결합 에너지는 각각 8 meV와 13.7 meV였다. 또한 Haynes rule에 의해 구한 불순물의 활성화 에너지는 137 meV 였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.47.2-47.2
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• 2011

광전환 효율 20% (AM1.5G) 이상의 고효율 화합물 박막태양전지의 광흡수층으로 많은 관심을 받고 있는 $Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) 태양전지의 광흡수층은 다양한 공정에 의해 제조가 가능하다. 현재 고효율 CIGS 셀 생성을 위해 널리 사용되고 있는 CIGS 흡수층 성장공정은 "co-evaporation (동시증발법)"과 2-step 공정이라 불리는 "precursorselenization(전구체-셀렌화)" 방법이다. 동시증발법은 개별원소 Cu, In, Ga, Se들을 고진공 분위기에서 고온(550~600$^{\circ}C$) 기판위에 증착하는 방법으로 소면적에서 가장 좋은 효율(~20%)을 보이는 공정이다. 하지만, 고온, 고진공 공정조건과 대면적 증착시 온도 및 조성 불균일 등의 문제점 등으로 상용화에 어려움이 있다. 전구체-셀렌화 공정은 1단계에서 다양한 방식(예: 스퍼터링, 전기도금, 프린팅 등) 방식으로 CuGaIn 전구체를 증착하고, 2단계에서 고온(550~600$^{\circ}C$)하에 H2Se gas 혹은 Se vapor와 반응시켜 CIGS를 생성한다. 일본의 Showa Shell와 Honda Soltec 등에 의해 이미 상업화 되었듯이, 저비용 대면적으로 상업화 가능성이 높은 공정으로 평가되고 있다. 하지만, 2단계에서 사용되는 H2Se 및 Se vapor의 유독성, 기상 Se과 금속전구체 간의 느린 셀렌화 반응속도, 셀렌화반응 후 생성된 CIGS 박막 두께방향으로의 Ga 불균일 분포, 생성된 CIGS/Mo 계면 접착력 저하 등의 문제점들이 개선, 해결되어야만 상업화에 성공할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 Se layer가 코팅된 금속전구체의 셀렌화 반응메카니즘을 in-situ high-temperature XRD를 이용하여 연구하였다. 금속전구체는 스퍼터링, 스프레이 등 다양한 방법으로 제조되었고, 반응메카니즘 연구결과를 바탕으로 Se 코팅된 금속전구체를 이용한 급속열처리 공정의 최적화를 시도하였다.

• Applied Microscopy
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• 제25권2호
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• pp.65-72
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• 1995

The interfacial structures of ZnSe/GaAs which were grown by single chamber MBE at $300^{\circ}C$ were investigated by high resolution transmission electron microscope working at 300 kV with resolution of 0.18 nm. The interfaces of ZnSe/GaAs whose thickness is 2,700 nm are wavy and extensive stacking faults were formed in ZnSe epilayer but the interfaces maintained the coherency with the substrate GaAs. The stacking faults are formed in {111} planes and their sizes are $10{\sim}20nm$ in length and two or three atomic layer in width with the density of $10^9/cm^2$. Micortwins and moire fringes are also observed. However. in 10 nm ZnSe epilayer, the interfaces are pseudomorphic and only moire fringes are observed in local areas. The cylindrical defects which are perpendicular to the interface with $50{\sim}60nm$ in length, were observed with the interval of 50 nm at ZnSe/GaAs interfaces in 2,700nm epilayer. The origin and character of these defects are unknown, however, they played a role of producing the structural defects at the interfaces.

• 태양에너지
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• 제20권2호
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• pp.43-54
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• 2000

동시 진공증발법을 이용하여 coming glass, soda-lime glass, Mo가 증착된 soda-lime glass 위에 $Cu(In_{1-x}Ga_x)Se_2$ 박막을 증착하였다. Soda-lime glass 위에서 제조된 $Cu(In_{0.5}Ga_{0.5})Se_2$ 박막의 전기비저항값과 정공농도는Cu/(In+Ga)비에 큰 영향을 받지 않았다. Soda-lime glass위에서의 $Cu(In_{1-x}Ga_x)Se_2$ 박막내부와 표면에는 Na이 검출되었고, 표면의 Na는 산소와 결합하고 있었으며, Cu가 부족한 조성에서 이차상이 형성되었다. Ga/(In+Ga)비가 증가할수록 $Cu(In_{1-x}Ga_x)Se_2$ 박막은 회절 peak들의 큰 회절각으로 이동, 초격자 peak등의 분리, 결정립 크기의 감소가 관찰되었다. $Cu_{0.91}(In_{1-x}Ga_x)Se_2$ 박막은 Ga/(In+Ga)비에 무관하게 전기적으로 p-type을 나타내었다. Ag/n-ZnO /i-Zno/CdS/$Cu_{0.91}(In_{0.7}Ga_{0.3})Se_2$/Mo/glass구조의 태양전지를 제조하였으며, 태양전지변환효율(Eff.) = 14.48%, 단락전류밀도(Jsc) = $34.88mA/cm^2$, 개방전압(Voc) =581.5 mV, 충실도(F.F) = 0.714을 나타내었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1584-1586
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• 2002

CuIn$Se_2$ (CIS) and related compounds such as Cu($In_xGa_{1-x})Se_2$(CIGS) have been studied by their potential for use in photovoltaic devices. CIS thin film materials which have high absorption coefficient and wide bandgap, have attracted much attention as an alternative to crystalline and amorphous silicon solar cells currently in use. Cu-rich CIGS film have very low resistivity, due to coexistence of the semimetallic $Cu_{2-x}Se$. In-rich CIGS films show high resistivity, since these films are compensated films without the $Cu_{2-x}Se$ phase. Optical properties of the CIGS films also change in accordance with the resistivity for the Cu/(In+Ga) ratio. The Cu-rich films have different spectra from In-rich films in near infrared wavelengths.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2001년도 추계학술대회 논문집 Vol.14 No.1
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• pp.163-166
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• 2001

The stochiometric mix of evaporating materials for the $ZnGa_{2}Se_{4}$ single crystal thin films was prepared from horizontal furnace. To obtain the single crystal thin films, $ZnGa_{2}Se_{4}$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the Hot Wall Epitaxy (HWE) system. The source and substrate temperature were $610^{\circ}C$ and $450^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of $ZnGa_{2}Se_{4}$ single crystal trun films measured from Hall effect by van der Pauw method are $9.63{\times}10^{17}cm^{-3}$, $296cm^{2}/V{\cdot}s$ at 293 K, respectively. From the photocurrent spectrum by illumination of perpendicular light on the c axis of the $ZnGa_{2}Se_{4}$ single crystal thin film, we have found that the values of spin orbit splitting $\Delta$ So and the crystal field splitting $\Delta$Cr were 251.9 meV and 183.2 meV at 10 K, respectively. From the photoluminescence measurement on $ZnGa_{2}Se_{4}$ single crystal thin film, we observed free excition (Ex) existing only high quality crystal and neutral bound exiciton $(A^{0},X)$ having very strong peak intensity. Then, the full-width-at -half-maximum(FWHM) and binding energy of neutral acceptor bound excition were 11 meV and 24.4 meV, respectivity. By Haynes rule, an activation energy of impurity was 122 meV.