• Current Photovoltaic Research
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• v.3 no.3
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• pp.75-79
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• 2015

Recently, $Cu_2ZnSn(S_xSe_{1-x})_4$ (CZTSSe) has been received a tremendous attraction as light absorber material in thin film solar cells (TFSCs), because of its earth abundance, inexpensive and non-toxic constituents and versatile material characteristics. Kesterite CZTSSe thin films were synthesized by sulfo-selenization of sputtered Cu/Sn/Zn stacked metallic precursors. The sulfo-selenization of Cu/Sn/Zn stacked metallic precursor thin films has been carried out in a graphite box using rapid thermal annealing (RTA) technique. Annealing process was done under sulfur and selenium vapor pressure using Ar gas at $520^{\circ}C$ for 10 min. The effect of tuning Se/(S+Se) precursor composition ratio on the properties of CZTSSe films has been investigated. The XRD, Raman, FE-SEM and XRF results indicate that the properties of sulfo-selenized CZTSSe thin films strongly depends on the Se/(S+Se) composition ratio. In particular, the CZTSSe TFSCs with Se/(S+Se) = 0.37 exhibits the best power conversion efficiency of 4.83% with $V_{oc}$ of 467 mV, $J_{sc}$ of $18.962mA/cm^2$ and FF of 54%. The systematic changes observed with increasing Se/(S+Se) ratio have been discussed in detail.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.361-361
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• 2011

Cu(InGa)(SeS2) (CIGS) thin film solar cells have recently reached an efficiency of 20%. Recent studies suggest a double graded band gap structure of the CIGS absorber layer to be a key issue in the production of high efficiency thin film solar cell using by sputtering process method. In this study, Cu(InGa)(SeS2) absorbers were manufactured by selenization and surfulization, we have deposited CIG precusor by sputtering and Se layer by evaporation before selenization. The objective of this study is to find out surfulization effects to improve Voc and to compare with non-surfulization Cu(InGa)Se2 absorbers. Even if we didn't analysis Ga depth profile of Cu(InGa)(SeS2) absorbers, we confirmed increasing of Eg and Voc through surlization process. In non-surfulization Cu(InGa)Se2 absorbers, Eg and Voc are 0.96eV and 0.48V. Whereas Eg and Voc of Cu(InGa)(SeS2) absorbers are 1.16eV and 0.57V. And the efficiency of 9.58% was achieved on 0.57cm2 sized SLG substrate. In this study, we will be discussed to improve Eg and Voc through surfulization and the other method without H2S. gas.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1999.07d
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• pp.1729-1731
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• 1999

The effect of Na on the structural and electrical properties of CIGS films were studied and their effects on the CIGS/Mo thin film solar cells were investigated. Soda-lime glass and Corning glass were used as substrates to compare the effect of Na diffusion into CIGS film. The resistivity of CIGS films was not changed in the Cu-poor region due to diffusion of Na from soda-lime glass but was mainly determined by the surface resitivity controlled by excess Na.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.86.1-86.1
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• 2010

Cu2ZnSnSe4는 CIS 태양전지의 In 대체 물질계로 주목을 받고 있는 저가형 태양전지 재료로 장차 차세대 태양전지 재료로 응용이 기대되고 있다. 그러나 에너지 밴드갭이 0.9~1.1eV로 다소 낮아 태양전지 광흡수층 재료로 사용하기 위해서는 wide band gab화 처리가 필요하다. 본 연구에서는 CZTSe에 S를 첨가하여 에너지 밴드갭을 확장하고자 하며, S의 첨가가 CZTSe 박막의 특성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 실험의 편의성을 도모하고자 펄스레이저 법을 사용하여 증착하였다. 박막 조성 제어에는 Cu, Zn, Sn, Se, S 분말을 볼밀로 분쇄, 혼합하여 균질 혼합상 프리커서를 제조하고 이를 Cold Isostatic Press(CIP) 성형하여 Source target을 사용하였다. Pulsed YAG-Laser를 사용하여 soda lime glass상에 증착하고 조성, 구조, 조직을 관찰하고 에너지 밴드갭, 광흡수계수, 면저항, 전하밀도 등 특성을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.85-85
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• 2012

For effective light harvesting, a design weighting should be implemented in a front geometry, in which the incident light transmits from a surface into a light-active layer. We designed a three-dimensionally patterned transparent conductor layer for effective light management. A transparent conductive oxide (TCO) film was formed as three-dimensional structures. This efficiently drives the incident light at the front surface into a Si absorber to yield a reduction in reflection and an enhancement of current. This indicates that an optimum architecture for a front TCO surface will provide an effective way for light management in solar cells.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.305.2-305.2
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• 2016

Tin monosulfide (SnS) is one promising candidate absorber material which replace the current technology based on cadmium telluride (CdTe) and copper indium gallium sulfide selenide (CIGS) for its suitable optical band gap, high absorption coefficient, earth-abundant, non-toxic and cost-effective. During past years work, thin film solar cells based on SnS films had been improved to 4.36% certified efficiency. In this study, Tin monosul fide was obtained by atomic layer deposition (ALD) using the reaction of Tetrakis (dimethylamino) tin (TDMASn, [(CH3)2N]4Sn) and hydrogen sulfide (H2S) at low temperatures (100 to 200 oC). The direct optical band gap and strong optical absorption of SnS films were observed throughout the Ultraviolet visible spectroscopy (UV VIS), and the properties of SnS films were analyzed by sanning Electron Microscope (SEM) and X-Ray Diffraction (XRD).

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.231-231
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• 2003

I-III-Ⅵ족 CuInGaSe$_2$(CIGS)계 화합물 태양전지는 1 eV 이상의 직접 천이형 에너지 밴드갭을 가지며, 전기 광학적으로 매우 안정하여 태양전지의 광흡수층으로 매우 이상적이다. CIGS 광흡수층제조를 위하여 용매열법 (solvothermal method)으로 CIGS나노입자를 합성하였다. 용매열법은 진공장비를 사용하던 기존의 방법에 비해 저온, 저압에서 저가로 합성할 수 있다는 장점을 가지고 있다. Copper, indium selenium 및 gallium 분말과 유기용매 ethylenediarnine을 autoclave안에서 반응시켜 CIGS 나노입자를 제조하였다. 280 에서 14시간동안 반응시켜 직경이 30-80 nm인 구형에 가까운 CIGS 나노입자를 얻었다. 이것은 용매열법에 의한 4성분계의 CIGS 나노입자의 최초 합성이다. diehyleneamine을 용매로 사용한 경우에 한하여 구형의 CIS 입자를 합성할 수 있다고 보고되었으나, Cu와 이중 N-chelation이 형성되는 ethylenediamine 용매임에도 불구하고 구형의 CIGS 나노분말이 형성된 것은 solution-liquid-solid (SLS) 기구로 설명할 수 있었다. HRSEM, TEM, XRD. EDS으로 나노분말의 형상 크기 및 조성을 조사하여 chalcopyrite 구조의 CuInGaSe$_2$ 임을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.313-316
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• 2007

본 연구에서는 Cu와 In 성분을 포함하는 메탄올 용액을 닥터 블레이딩 방법으로 코팅한 후 이를 Se Evaporator 열처리하여 CIS 광흡수층을 제조하였다. $Cu(NO_{3})_{2}$, $INCl_{3}$ 를 출발 물질로 선정하고, 이를 메탄올 용매에 녹여 전구체 용액을 만든 후, 여기에 유기물 바인더 물질을 첨가하여 닥터 블레이드 코팅에 적합한 점도를 맞춘 후, 이를 Mo/glass 기판에 코팅하였다. 코팅된 Cu, In 함유 유기물 혼합체를 공기중에서 1차 열처리 한 후 Evaporator 를 이용해 Selenization 하여 태양전지용 CIS 광흡수층을 만들었다. 본 연구에서는 전구체 합성, 유기물 첨가, 공기중 열처리 및 Se 열처리 각 단계에서 광흡수층 막의 형상, 결정구조, 화학조성의 변화과정을 분석하여 CIS 박막의 형성 과정을 고찰하였다. 특히 Se 증발 온도가 CIS막의 특성과 조성에 미치는 영향을 분석하여, 최적의 셀렌화 조건을 도출하고자 하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.570-572
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• 2006

본 연구에서는 Cu와 In 성분을 포함하는 메탄을 용액을 닥터 블레이딩 방법으로 코팅한 후 이를 Se 분위기에서 열처리하여 CIS 광흡순층을 제조하였다 $Cu(NO_3)_2,\;InCl_3$를 출발 물질로 선정하고, 이를 메탄을 용매에 녹여 전구체 용액을 만든 후 여기에 유기물 바인더 물질을 첨가하여 닥터 블레이드 코팅에 적합한 점도를 맞춘 후. 이를 Mo/glass 기판에 코팅하였다. 코팅된 Cu, In 함유 유기물 혼합체를 공기중에서 1차 열처리 후 Se 분위기에서 열처리하면 태양전지용 CIS 광흡수층을 얻게 된다 특히 본 연구에서는 전구체 합성, 유기물 첨가, 공기중 열처리 및 Se 열처리 각 단계에서 광흡수층 막의 형상, 결정구조, 화학조성의 변화과정을 분석하여 CIS 박막의 형성 과정을 고찰하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.666-666
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• 2013

CIGS solar cell에서 p-type semiconductor역할을 수행하는 Cu(In,Ga)Se로 이루어진 Absorber layer는 4 element multi binary compound로 stoichiometry 측면에서 다양한 형태가 나타나기 때문에 태양전지 효율을 향상시키기 위해 이에 대한 연구가 활발하다. 우리는 E-beam evaporation 방법으로 다양한 조건의 multi layer로 증착된 CIG layer 위에 일정 두께의 Se을 증착하면서 열처리 조건에 따른 Selenization 메커니즘에 대한 연구를 수행하였다. 결과분석을 위해(in-situ High Temperature) XRD, XPS, Micro Raman spectroscopy, FE-SEM, (Nano Indentor, Atomic Force Microscopy) 등을 이용하여 결정구조, 결정화도, Depth profile, Eg (band gap energy) 등을 알아보고 분석결과간의 상관관계를 고찰하였다.