• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.42.2-42.2
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• 2010

Transparent conducting oxides (TCOs) are of significant importance for their applications in various devices, such as light-emitting diodes, thin-film solar cells, organic light-emitting diodes, liquid crystal displays, and so on. In order for TCOs to contribute to the performance improvement of these devices, TCOs should have high transmittance and good electrical properties simultaneously. Sn-doped $In_2O_3$ (ITO) is the most commonly used TCO. However, indium is toxic and scarce in nature. Thus, ZnO has attracted a lot of attention because of the possibility for replacing ITO. In particular, group III impurity-doped ZnO showed the optoelectronic properties comparable to those of ITO electrodes. Al-doped ZnO exhibited the best performance among various doped ZnO films because of the high substitutional doping efficiency. However, in order for the Al-doped ZnO to replace ITO in electronic devices, their electrical and optical properties should further significantly be improved. In this connection, different ways such as a variation of deposition conditions, different deposition techniques, and post-deposition annealing processes have been investigated so far. Among the deposition methods, RF magnetron sputtering has been extensively used because of the easiness in controlling deposition parameters and its fast deposition rate. In addition, when combined with post-deposition annealing in a reducing ambient, the optoelectronic properties of Al-doped ZnO films were found to be further improved. In this presentation, we deposited Al-doped ZnO (ZnO:$Al_2O_3$ = 98:2 wt%) thin films on the glass and sapphire substrates using RF magnetron sputtering as a function of substrate temperature. In addition, the ZnO samples were annealed in different conditions, e.g., rapid thermal annealing (RTA) at $900^{\circ}C$ in $N_2$ ambient for 1 min, tube-furnace annealing at $500^{\circ}C$ in $N_2:H_2$=9:1 gas flow for 1 hour, or RTA combined with tube-furnace annealing. It is found that the mobilities and carrier concentrations of the samples are dependent on growth temperature followed by one of three subsequent post-deposition annealing conditions.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.113-116
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• 2005

In this paper, silicon thin-film solar cells(Si- TFSC) and a-Si/c-Si heterojunction solar cells(HJ-cell) are investigated. The Si-TFSC was prepared on glass substrate by depositing $1-3{\mu}m$ thin-film silicons by glow discharge method. The $a-Si:H/{\mu}c-Si:H$ tandem solar cells on textured ZnO:A1 TCO (transparent conducting oxide) showed improved Jsc in top and bottom cells than that on $SnO_2:F$ TCO. This enhancement of jsc resulted from improved light trapping effect by front textured ZnO:A1. The a-Si/c-Si HJ-cells with simple structure without high efficiency features are suffering from low Voc and Jsc. The improvement of front nip and back interface properties by adopting high quality silicon-films at low temperature should be done both for increasing device performances and production cost.

• 한국안광학회지
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• 제15권4호
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• pp.299-305
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• 2010

목적: 본 연구에서는 투명 전도막으로 사용할 안티몬주석산화물 박막의 특성변수인 RF 전력, T-S간 거리 등의 변화에 따른 박막의 광학적, 전기적, 구조적 특성을 알아보았다. 방법: 안티몬주석산화물 박막을 마그네트론 스퍼트링 방법으로 실온에서 $SnO_2:Sb_2O_5$= 95:5 wt%의 비율로 제작하였다. 결과: 안티몬주석산화물 박막은 RF 입력전력에 가장 민감한 특성변화를 보였는데, 30W의 RF 입력전력에서 광투과율이 78%, 표면거칠기가 0.56 nm, 면저항이 1007 $\Omega{\cdot}cm^{-2}$이었다. 결론: 안티몬주석산화물 박막은 T-S간 거리와 RF 전력에 따라 구조적, 광학적 및 전기적 특성이 크게 달라지는 것을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.257.1-257.1
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• 2014

We investigated characteristics of ITO/Ag-Pd-Cu (APC)/ITO multilayer electrodes prepared by direct current magnetron sputtering for use as an anode in organic solar cells (OSCs). To optimize electrical properties of ITO/APC/ITO multilayer, we fabricated the ITO/APC/ITO multilayer at a fixed ITO thickness of 30 nm as a function of APC thickness. Compare to the surface of Ag layer on ITO, the APC had a smooth surface morphology. At optimized APC thickness of 12 nm, the ITO/APC/ITO multilayer exhibited a sheet resistance of $6{\Omega}/square$ and optical transmittance of 84.15% at a wavelength of 550 nm which is comparable to conventional ITO/Ag/ITO multilayer. However, the APC-based ITO multilayer showed a higher average transmittance in a visible region than the Ag-based ITO multilayer. The higher average transmittance of ITO/APC/ITO multilayer indicated the multilayer is suitable anode for organic solar cells with P3HT:PCBM active layer. OSCs fabricated on the optimized ITO/ACP/ITO multilayer exhibited a better performance with a fill factor of 64.815%, a short circuit current of $8.107mA/cm^2$, an open circuit voltage of 0.59 V, and power conversion efficiency (3.101%) than OSC with ITO/Ag/ITO multilayer (2.8%).

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.110-115
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• 2010

본 논문에서는 rf 마그네트론 스퍼터링 기술을 이용하여 코닝 글라스 기판 위에 갈륨이 도핑된 산화아연(GZO)을 투명 전도막으로 제작하여 그 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. GZO 박막의 제작은 Zn : 97[wt%], $Ga_2O_3$ : 3[wt%]의 GZO 세라믹 타겟을 이용하였으며, 기판온도 및 산소압력과 같은 증착조건을 변화시키며 증착하였다. 본 연구에서 제작된 GZO 박막중 기판온도 200[$^{\circ}C$], Ar 50[sccm], $O_2$ 5[sccm], rf power 80[W] 및 증착압력 5[mtorr]의 조건에서 제작된 박막에서 가시광 영역에서 90[%] 이상의 높은 가시광 투과율, $2.536{\times}10^{-4}[{\Omega}{\cdot}cm]$의 비저항, $7.746{\times}10^{20}[cm^{-3}]$의 캐리어 농도 및 31.77[$cm^2V{\cdot}S$]의 캐리어 이동도로 가장 좋은 전기적 특성이 관찰되었다.

• Current Photovoltaic Research
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• 제7권4호
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• pp.97-102
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• 2019

Bifacial and semitransparent hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) thin-film solar cells in p-i-n configuration were prepared with front and rear transparent conducting oxide (TCO) electrodes using plasma-enhanced chemical vapor deposition method. Fluorine-doped tin oxide and tin-doped indium oxide films were used as front and rear TCO contacts, respectively. Film thickness of intrinsic a-Si:H absorber layers were controlled from 150 nm to 450 nm by changing deposition time. The dependence of performance characteristics of solar cells on the front and rear illumination direction were investigated. For front illumination, gradual increase in the short-circuit current density (J_SC) from 10.59 mA/㎠ to 14.19 mA/㎠ was obtained, whereas slight decreases from 0.83 V to 0.81 V for the open-circuit voltage (V_OC) and from 68.43% to 65.75% for fill factor (FF) were observed. The average optical transmittance in the wavelength region of 380 ~ 780 nm of the solar cells decreased gradually from 22.76% to 15.67% as the absorber thickness was changed from 150 nm to 450 nm. In case of the solar cells under rear illumination condition, the J_SC increased from 10.81 to 12.64 mA/㎠ and the FF deceased from 66.63% to 61.85%, while the V_OC values were maintained at 0.80 V with increasing the absorber thickness from 150 nm to 450 nm. By optimizing the deposition parameters, a high-quality bifacial and semitransparent a-Si:H solar cell with 350 nm-thick i-a-Si:H absorber layer exhibited the conversion efficiencies of 7.69% for front illumination and 6.40% for rear illumination, and average visible optical transmittance of 17.20%.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.418-419
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• 2013

현재, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO) 박막은 가시영역에서 전기적 특성 및 광학적 특성이 우수하기 때문에 평면 디스플레이(flat displays), 박막 트랜지스터(thin film transistors), 태양전지(solar cells) 등을 포함한 광소자에 투명전도성산화물(transparent conducting oxide, TCO) 전극으로 가장 일반적으로 사용되고 있다. 하지만, 이 물질은 밴드갭이 3.4 eV로 다소 작아 다양한 분야의 의료기기, 환경 보호에 응용 가능한 자외선 영역에서 상당히 많은 양의 광흡수가 발생하는 치명적인 문제점을 가지고 있다. 또한, 인듐(Indium)의 급속한 소비는 인듐의 매장량의 한계로 인해 가격을 상승시키는 주요한 원인으로 작용하고 있다. 한편, InGaN 기반의 자외선 발광다이오드 분야에서는 팔라듐(Pd) 기반의 반투명 전극과 은(Ag) 기반의 반사전극을 주로 사용하고 있지만, 낮은 투과도와 낮은 굴절률을 때문에 여전히 자외선 발광다이오드의 광추출 효율(extraction efficiency)에 문제점을 가지고 있다. 따라서 자외선 발광다이오드의 외부양자 효율(external quantum efficiency, EQE)을 높이기 위해 높은 투과도와 GaN와 유사한 굴절률을 가지는 p-형 오믹 전극을 개발해야 한다. 본 연구에서는 초박막의 ITO (16 nm)/Ag (7 nm)/ITO (16 nm) 다층 구조를 갖는 투명전도성 전극을 제작한 후, 열처리 온도에 따른 전기, 광학적 특성에 향상에 대해서 조사하였다. 사용된 산화물/금속/산화물 전극의 구조는 유기발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED), 태양전지 등에 많이 사용되는 안정적인 투명 전극을 자외선 LED 소자에 처음 적용하여, ITO의 전체 사용량은 줄이고, ITO 사이에 금속을 삽임함으로써 금속에 의한 전기적 특성 향상과 플라즈몬 효과에 의한 투과도를 높일 수 있는 장점을 가지고 있다. 실험 결과로는, $400^{\circ}C$에서 열처리한 ITO/Ag/ITO 다층 구조는 365 nm에서 84%의 광학적 특성과 9.644 omh/sq의 전기적 특성을 확인하였다. 실험 결과로부터 좀 더 최적화를 수행하면, ITO/Ag/ITO 다층 구조는 자외선 발광다이오드의 투명전도성 전극으로 사용될 수 있을 것이라 기대된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.55-55
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• 2008

압전폴리머 PVDF(polyvinylidene difluoride)의 기판소재를 기반으로 한 디스플레이 소자를 연구하였다. 압전 폴리머 PVDF의 양면은 두께 300nm정도의 ITO(Indium Tin Oxide)를 TCO(Transparent conducting oxide)로 R2R(roll to roll)증착하였으며, 이를 적외선 계열 Pulsed Laser로 상온 건식 에칭을 통해 패턴해내고, 이후 고진공 환경에서 Alq3 를 기반의 유기발광소자를 제작하였다. 전기적 신호에 대해서 기계적인 작동이 가능한 투명 압전 폴리머 재료를 디스플레이 발광소자의 기판 소재로 사용함으로써, 궁극적으로 발광기능과 더불어 압전효과에 의한 스피커 기능이 한 개의 개체내에서 독립적으로 구현될 수 있도록 설계하고, 기술적으로 실현시켰다는 점이 본 연구의 의의라고 할 수 있다. 이를 위해서, 섭씨 80도 이상의 온도에서 압전 성질을 상실하는 것으로 알려진 PVDF에 대해서 투명산화전극을 레이져를 이용한 비가열식 승화방법을 통해 패턴화하는 것을 사용했으며, 밀리미터 단위에서 수십 마이크로미터 수준까지 패턴화할 수 있었다. 제작된 복합형 유연 OLED소자는 기계적으로 휘어진 상태에서도 발광 성능과 스피커 성능을 각각 독립적으로 보였으며, Alq3에 의한 녹색발광을 보임을 확인하였고, 이 경우 양자효율은 약 3%이하의 값을 보였다. 또한 각주파수별 음압(SPL: Sound Pressure Level)측정 결과는 압번폴리머가 가청주파수 영역에서 작동함을 보였으며, 고주파영역에서의 SPL값이 증가하는 전형적인 PVDF사용 필름 스피커의 특성을 보였다. 이로부터 제작된 복합형 소자는 본 연구에서 제안된 목적에서 보인 것과 같이, 두 개의 기능이 서로간의 간섭없이 독립적으로 한 개의 개체 내에서 작동함을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과로부터 새로운 유연 전자 소자에 대한 디자인 개념을 제시하고, 기타 다른 기능이 접합된 형태의 신개념 전자 소자를 제안하는 것도 가능할 것으로 기대된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.571-575
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• 2005

In order to improve the efficiency of dye-sensitized solar cell (DSSC), $TiO_2$ electrode screen-printed on transparent conducting oxide (TCO) substrate was sintered in variation with different temperature$(350\;to\;550^{\circ}C)$. $TiO_2$ electrode on fluorine doped tin oxide (FTO) glass was assembled with Pt counter electrode on FTO glass. I-V properties of DSSCs were measured under solar simulator. Also, effect of sintering temperature on surface morphology of $TiO_2$ films was investigated to understand correlation between its surface morphology and sintering temperature. Such surface morphology was observed by atomic force microscopy (AFM). Below sintering temperature of $500^{\circ}C$, efficiency of DSSCs was relatively lower due to lower open circuit voltage. Oppositely, above sintering temperature of $500^{\circ}C$, efficiency of DSSCs was relatively higher due to higher open circuit voltage. In both cases, lower fill factor (FF) was observed. However, at sintering temperature of $500^{\circ}C$, both efficiency and fill factor of DSSCs were mutually complementary, enhancing highest fill factor and efficiency. Such results can be explained in comparison of surface morphology with schematic diagram of energy states on the $TiO_2$ electrode surface. Consequently, it was considered that optimum sintering temperature of a-terpinol included $TiO_2$ paste is at $500^{\circ}C$.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권4호
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• pp.705-716
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• 2017

본 연구에서는 0.5, 1.0, 1.5 wt%의 $TiO_2$를 함유하는 인듐-티타늄 수산화물을 졸 및 염기 첨가에 의해 얻었고, $200^{\circ}C$와 $500^{\circ}C$에서 겔화 과정을 통해 ITiO(Indium Titanate Oxide)를 얻었다. $200^{\circ}C$에서 겔화 과정 후 얻어지는 ITiO 입자가 작아서 조밀성이 있는 ITiO 타겟을 제조하였다. 0.5, 1.0, 1.5 wt%의 $TiO_2$를 함유하는 ITiO 타겟을 스퍼터링하여 ITiO 박막을 유리판위에 제작하여 비저항, 전하 이동도, 캐리어 농도를 조사하였다. 이들 박막 중에서 산소 조성이 0.4 %인 조건에서 0.5 wt% 중량% $TiO_2$를 함유하는 ITiO 타겟으로부터 제작된 ITiO 박막이 가장 낮은 비저항, 가장 큰 전하이동도 및 가장 낮은 캐리어 농도를 보임을 알 수 있었고, 얻어진 ITiO 박막의 광투과율을 측정하여 적외선 영역에서 광투과율이 ITO(Indium Tin Oxide) 박막에 비해 현저히 증가함을 발견하였다.