• 한국결정성장학회지
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• 제12권5호
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• pp.240-246
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• 2002

티타늄 나프테네이트를 출발 원료로 사용하고 스핀코팅-열분해법을 이용하여 소다-라임-실리카 슬라이드 유리기판 위에 $TiO_2$ 박막을 제조하였다. 도포된 박막은 $500^{\circ}C$로 10분간 공기분위기에서 전열처리를 행하였고, 최종 열처리는 500, 550과 $600^{\circ}C$로 30분간 공기분위기에서 각각 행하였다. X-선 회절분석법을 이용하여 박막의 결정화도를 조사하였고, 전계 방출 주사형 전자 현미경과 원자간력 현미경을 이용하여 $TiO_2$ 박막의 표면미세구조와 표면 거칠기를 조사하였다. 550 과 $600^{\circ}C$로 최종 열처리한 박막의 X-선 회절분석 결과, 아나타제 상만이 존재하였다. 500과 $550^{\circ}C$로 열처리한 박막의 표면은 균질하였으나, 열처리온도가 $600^{\circ}C$로 증가함에 따라서, 박막의 표면에는 바늘모양의 상이 3차원적으로 성장하였다. 모든 박막에 있어서 가시영역에서의 투과율은 500nm에서 90% 이상의 높은 값을 나타냈다. 박막의 광촉매특성을 조사하기 위하여 stearic acid가 코팅된 박막에 365nm 파장의 UV를 2.4mW/$\textrm{cm}^2$의 강도로 조사하여 C-H모드에 대한 IR 흡수단의 변화를 관찰하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권7호
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• pp.574-577
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• 2011

In this study, we use the $2.5cm{\times}7.5cm$ soda lime glass as the substrate. We used the ultrasonicator. Glass was dipped in the acetone, methanol and DI water respectively for 10 minutes. Ar(99.99%)gas was used as the sputtering gas. We varied the RF power between 100~175 W with 25 W steps. Base pressure was kept by turbo molecular pump at $3.0{\times}10^{-6}$ torr. Working pressure was kept by injection of Ar gas. ZnS thin films were deposited with the radio frequency magnetron sputtering technique at various temperatures and sputtering powers. It is also clearly observed that, the intensity of the (111) XRD peak increases with increasing the RF power. Electrical properties were measured by hall effect methods at room temperature. The resistivity, carrier concentration, and hall mobility of ZnS deposited on glass substrate as a function of sputtering power. It can be seen that as the sputtering power increase from 100 to 175 W, the resistivity of the films on glass decreased significantly from $8.1{\times}10^{-2}$ to $1.2{\times}10^{-3}\;{\Omega}{\cdot}cm$. This behavior could be explained by the effect of the sputtering power on the mobility and carrier concentration. When the RF power increases, the carrier concentration increases slightly while the resistivity decreases significantly. These variation originate from improved crystallinity and enhanced substitutional doping as the sputtering power increases.

• 한국안광학회지
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• 제3권1호
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• pp.229-235
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• 1998

Co, Cu, Cr이 포함된 $80SiO_2-20TiO_2$, 코팅박막을 졸-겔법으로 제조하고 전이금속의 함량에 따른 표면반사율과 색상의 변화를 분석 연구하였다. 모든 경우에 있어서 전이금속의 함량이 증가함에 따라서 반사율이 점차 감소하였다. Co의 경우에 550~670nm 영역에서, Cu의 첨가시에는 400~500nm 범위에서, Cr의 경우에는 410~650nm 영역에서 반사율이 크게 감소하였다. 코팅박막의 표면반사광을 색차계로 색도분석을 행한 결과, Co의 경우에 5mol% 첨가시에는 약한 황녹색을 보이나 첨가량 증가에 따라서 점차 녹색조로, 그리고 20mol%에서는 청녹색으로 변화하였으며 명도는 90.29(5mol%)에서 85.42(20mol %)로 감소, 또 첨가량에 따른 색차는 20mol%에서 5.37로 증가하였다. Cu의 경우에는 첨가량이 증가할수록 원정에서 황녹색 중간영역으로 발산하였다. 명도의 변화는 상대적으로 작았으며 색차는 6.48로 Co의 경우에 비하여 더 큰 변화를 보였다. Cr의 경우에 있어서는 Co와는 반대로 첨가량이 증가함에 따라 거의 황색축에 근접한 값을 보였으며 명도는 90.33(5mol%)에서 80.43(20mol%)로 크게 감소하였다. 색차는 11.60(10%), 18.09(15%), 23.21(20%)로 Co나 Cu에 비하여 매우 큰 변화를 보였다. Lab 색도도가 xy색도도에 비하여 본 연구의 색도표현에 더 용이하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.127.1-127.1
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• 2011

In this paper, ZnO:Al thin films with c-axis preferred orientation were prepared on Soda lime glass substrates by RF magnetron sputtering technique. AZO thin film were prepared in order to clarify optimum conditions for growth of the thin film depending upon process, and then by changing a number of deposition conditions and substrate temperature conditions variously, structural and electrical characteristics were measured. For the manufacture of the AZO were vapor-deposited in the named order. It is well-known that post-annealing is an important method to improve crystal quality. For the annealing process, the dislocation nd other defects arise in the material and adsorption/decomposition occurs. The XRD patterns of the AZO films deposited with grey theory prediction design, annealed in a vacuum ambient($2.0{\times}10-3$Torr)at temperatures of 200, 300, 400 and $500^{\circ}C$ for a period of 30min. The diffraction patterns of all the films show the AZO films had a hexagonal wurtzite structure with a preferential orientation along the c-axis perpendicular to the substrate surface. As can be seen, the (002)peak intensities of the AZO films became more intense and sharper when the annealing temperature increased. On the other hand, When the annealing temperature was $500^{\circ}C$ the peak intensity decreased. The surface morphologies and surface toughness of films were examined by atomic force microscopy(AFM, XE-100, PSIA). Electrical resistivity, Gall mobility and carrier concentration were measured by Hall effect measuring system (HL5500PC, Accent optical Technology, USA). The optical absorption spectra of films in the ultraviolet-visibleinfrared( UV-Vis-IR) region were recorder by the UV spectrophotometer(U-3501, Hitachi, Japan). The resistivity, carrier concentration, and Hall mobility of ZnS deposited on glass substrate as a function of post-annealing.

• 한국안광학회지
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• 제4권2호
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• pp.123-128
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• 1999

25mol% CoO가 고용된 $Al_2O_3$계 코팅박막을 졸-겔법으로 제조하고 열처리온도의 변화와 코팅 횟수에 따른 광투과 스펙트럼과 표면반사율과 색상의 변화를 분석 연구하였으며 그 결과는 다음과 같다. $Al_2O_3$-CoO계 박막의 UV-Visible 영역에서의 분광투과율은 약 600nm를 최고 정점으로 하여 파장의 감소와 함께 감소하였으며, 평균 분광투과율은 $300^{\circ}C$(61%), $400^{\circ}C$(55%), $550^{\circ}C$(53%)로 열처리온도가 증가할 수록 광투과율이 감소하는 경향을 보였다. $550^{\circ}C$에서 열처리한 $Al_2O_3$-CoO계 박막의 1~5회 범위의 코팅 횟수에 따른 UV-Visible 영역에서의 분광투과율은 코팅 횟수의 증가와 함께 2차 함수 곡선을 따라 급속히 감소하였다. Indentor penetration method에 의한 $Al_2O_3$-CoO계 박막의 microhardness는 $300^{\circ}C$($370{\times}10^7N/m^2$), $400^{\circ}C$($405{\times}10^7N/m^2$), $550^{\circ}C$($417{\times}10^7N/m^2$)로 열처리 온도의 증가와 함께 증가하였다. 박막의 표면반사광의 스펙트럼은 열처리 온도의 증가에 따라 반사용은 낮아지며, Db값이 20~30 범위에서 높은 값으로 전이하여 황색의 심도가 깊어졌다. 박막의 코팅 횟수에 따라서는 1회(600nm), 2회(560nm), 4회(530nm)로 낮아지다가 5회 (575nm)로 다시 높아지는 결과를 보였으며 yellow에서 greenish-yellow로 변화하다가 Db가 약 50에 달하는 deep yellow로 전이하였다. 명도는 1회(69.77), 2회(68.64), 3회(63.14), 4회 (64.94), 5회(60.42)로 코팅 횟수의 증가에 따라 점차 낮아지는 경향을 보였다.

• 한국안광학회지
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• 제13권1호
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• pp.27-30
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• 2008

목적: 본 논문은 저온에서 $V_2O_5$의 cathode의 합성이 가능하다는 것이다. 방법: 간편한 진공 열증착법을 이용하여, 현미경용 소다 라임 실리카 슬라이드 기판위에 가시영역에서 투명하고 결정학적으로 비정질인 $V_2O_5$ 박막을 제조하였다. 100, 150 및 200$^{\circ}C$로 10분간 열처리가 완료된 박막의 표면미세구조와 파단면을 전계방사 주사형 전자현미경으로 분석하였다. 박막의 가시영역에서의 투과율과 표면 거칠기를 ultra violet-visible spectrophotometer와 Scanning probe microscope로 각각 분석하였다. 결과: 열처리 온도가 100$^{\circ}C$에서 150 및 200$^{\circ}C$로 증가함에 따라, 박막의 투과율은 감소하는 경향을 보였다. 박막의 광학적 특성은 표면미세구조적 결과를 바탕으로 토론될 것이다. 결론: 100$^{\circ}C$인 경우 광학적 투과율이 우수하고, 박막의 표면특성이 균질한 비정질 $V_2O_5$ 박막을 제조할 수 있었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.65-65
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• 2012

Copper zinc tin sulfide ($Cu_2ZnSnS_4$, CZTS) is a very promising material as a low cost absorber alternative to other chalcopyrite-type semiconductors based on Ga or In because of the abundant and economical elements. In addition, CZTS has a band-gap energy of 1.4~1.5eV and large absorption coefficient over ${\sim}10^4cm^{-1}$, which is similar to those of $Cu(In,Ga)Se_2$(CIGS) regarded as one of the most successful absorber materials for high efficient solar cell. Most previous works on the fabrication of CZTS thin films were based on the vacuum deposition such as thermal evaporation and RF magnetron sputtering. Although the vacuum deposition has been widely adopted, it is quite expensive and complicated. In this regard, the solution processes such as sol-gel method, nanocrystal dispersion and hybrid slurry method have been developed for easy and cost-effective fabrication of CZTS film. Among these methods, the hybrid slurry method is favorable to make high crystalline and dense absorber layer. However, this method has the demerit using the toxic and explosive hydrazine solvent, which has severe limitation for common use. With these considerations, it is highly desirable to develop a robust, easily scalable and relatively safe solution-based process for the fabrication of a high quality CZTS absorber layer. Here, we demonstrate the fabrication of a high quality CZTS absorber layer with a thickness of 1.5~2.0 ${\mu}m$ and micrometer-scaled grains using two different non-vacuum approaches. The first solution-processing approach includes air-stable non-toxic solvent-based inks in which the commercially available precursor nanoparticles are dispersed in ethanol. Our readily achievable air-stable precursor ink, without the involvement of complex particle synthesis, high toxic solvents, or organic additives, facilitates a convenient method to fabricate a high quality CZTS absorber layer with uniform surface composition and across the film depth when annealed at $530^{\circ}C$. The conversion efficiency and fill factor for the non-toxic ink based solar cells are 5.14% and 52.8%, respectively. The other method is based on the nanocrystal dispersions that are a key ingredient in the deposition of thermally annealed absorber layers. We report a facile synthetic method to produce phase-pure CZTS nanocrystals capped with less toxic and more easily removable ligands. The resulting CZTS nanoparticle dispersion enables us to fabricate uniform, crack-free absorber layer onto Mo-coated soda-lime glass at $500^{\circ}C$, which exhibits a robust and reproducible photovoltaic response. Our simple and less-toxic approach for the fabrication of CZTS layer, reported here, will be the first step in realizing the low-cost solution-processed CZTS solar cell with high efficiency.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-6
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• 2010

혼합소스 hydride vapor phase epitaxy(HVPE) 방법으로 CuInGaSe(CIGS) 혼합 소스를 형성하였다. 각 금속들은 일정 비율로 혼합하였고, $1090^{\circ}C$에서 1시간 30분간 soaking 하였다. 혼합된 소스를 분말형태로 만든 후, 직경 10 mm 크기의 pellet을 만들었다. 시료는 혼합소스 HVPE 에서 소성 한 후 e-beam 으로 Mo이 증착된 기판 위에 증착하였다. Scanning electron microscope(SEM), Energy dispersive X-ray spectrum(EDS) 그리고 X-ray diffraction(XRD) 측정을 통하여 그 특성을 분석하였으며 박막의 특성은 (112), (204)/(220), (116)/(312)그리고 (400) 방향 등의 다결정 특성을 나타내었다.

• 공학논문집
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• 제4권1호
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• pp.69-85
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• 2002

병유리 파유리는 생산하고자 하는 제품과 같은 조성을 가지고 있어 아무리 투입해도 문제가 발생하지 않지만 수급에 문제가 발생하고 있어 예전에는 사용하지 않고 폐기하던 판상 파유리를 사용하고 있다. 그러나 현재 판상 파유리를 사용하면서 판상 파유리의 이질성 때문에 실투, Stone과 같은 많은 문제가 발생하고 있다. 이것의 원인은 $Al_2O_3$의 감소라 생각하고 장석을 통하여 $Al_2O_3$ 함량을 늘리고 판상 파유리의 사용량을 늘려 보고자 하였다. 자원의 재활용(파유리 재활용 증대)과 천연 원료의 사용량 감소에 따라 경제 적으로 많은 이익을 얻을 수 있고 자연 환경의 보전 즉 환경 문제에도 도움을 줄 것이다. 판상 파유리의 비율이 증가함에 따라 $Al_2O_3$의 함량이 감소하는 모습을 볼 수 있었다. 부족한 $Al_2O_3$의 양을 보완하기 위해 장석의 투입량을 증가시켜 $Al_2O_3$의 함량을 보완했다. EDS DATA를 분석해 보면 Si, O의 Pick 만이 존재하는 것을 확인 할 수 있어 나타난 결함이 $SiO_2$계임을 알 수 있었고, SEM 사진을 분석해 보면 $120^{\circ}$의 세 방향으로 열팽창 계수 차에 의해 모습을 볼 수 있어 이것이 Crystobalite 또는 Tridymite라는 것을 알 수 있었다. 편광 현미경에 의한 관찰 결과를 보면 Quartz, tridymite 그리고 Crystobalite Stons과 비슷한 모습을 볼 수가 있었다. 그리고 상평형도에 삼성분에 의한 삼중점을 찾아본 분석해보면 삼중점들이 Tridymite 상의 위치에 있는 것을 볼 수 있어 Tridymite라고 결론을 지을 수 있었다. 따라서 $Al_2O_3$의 한계 임계율은 7.5%인 것을 알 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.333-341
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• 2012

본 연구는 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 산소유량 변화에 따라 증착된 ITO 박막 구조적, 전기적, 광학적 특성을 분석하였다. ITO (Indium Tin Oxide) 박막은 $1.0{\times}10^{-3}$ Torr의 공정 압력과 2 kW 및 13.56 MHz의 RF 전력, 1,000 sccm의 Ar 가스 조건하에 0~12 sccm의 $O_2$ 가스 유량을 변경하면서 증착하였다. 광투과율 측정은 적분구를 이용하였으며, 측정 파장 범위는 300~1,100 nm이다. 4-point probe를 이용하여 면저항을 측정하였으며, Hall Measurement System을 이용하여 비저항, 캐리어 농도 및 전자이동도를 측정하였다. Scanning electron microscope 장비를 이용하여 ITO 박막 표면을 분석하였고, 박막의 거칠기는 Atomic force microscope을 이용하여 측정하였다. ${\gamma}$-Focused ion beam system을 이용하여 ITO 박막의 이차전자방출계수를 측정하였으며, 이차전자방출계수 값으로 Auger neutralization mechanism 분석법을 이용해 ITO 박막의 일함수를 결정하였다. 3 sccm의 산소 유량에서 증착된 ITO 박막의 비저항은 약 $2.4{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$로 가장 좋았으며, 광학적 특성 또한 84.93% (Weighted average)로 가장 좋은 것을 확인할 수 있었다. 이 조건에서 이차전자방출 계수가 가장 높았고 일함수는 가장 낮은 경향의 일치함을 확인하였다.