• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.235.2-235.2
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• 2015

The front transparent conductive oxide (TCO) films must exhibit good transparency, low resistivity and excellent light scattering properties for high efficiency amorphous silicon (a-Si) thin film solar cells. The light trapping phenomenon is limited due to non-uniform and low aspect ratio of the textured glass [1]. We present the low cost electrochemically deposited uniform zinc oxide (ZnO) nanorods with various aspect ratios for a-Si thin film solar cells. Since the major drawback of the electrochemically deposited ZnO nanorods was the high sheet resistance and low transmittance that was overcome by depositing the RF magnetron sputtered AZO films as a seed layer with various thicknesses [2]. The length and diameters of the ZnO nanorods was controlled by varying the deposition conditions. The length of ZnO nanorods were varied from 400 nm to $2{\mu}m$ while diameter was kept higher than 200 nm to obtain different aspect ratios. The uniform ZnO nanorods showed higher haze ratio as compared to the commercially available FTO films. We also observed that the scattering in the longer wavelength region was favored for the high aspect ratio of ZnO nanorods and much higher aspect ratios degraded the light scattering phenomenon. Therefore, we proposed our low cost and uniform ZnO nanorods for the high efficiency of thin film solar cells.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.182.2-182.2
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• 2015

최근 학계나 산업계에서 투명 전자 소자에 대하여 활발한 연구가 진행되면서, 투명 전 도성 산화물(TCO: transparent conductive oxide)에 대한 관심이 높아지고 있다. 대표적인 TCO 물질인 Indium Tin Oxide (ITO)는 가시 광 영역에서의 높은 투과 및 높은 도전성을 가져 전압을 인가하면 발열이 가능하므로 이를 투명 면상 발열체에 적용시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, ITO는 발열 테스트 결과 온도가 상승함에 따라 발열이 일부분에 집중되는 현상이 있으며, 전도성을 높이기 위하여 추가공정이 필요하다. 또한, 글라스의 곡면 부분에서 ITO를 사용하면 유연성이 부족하므로 크랙이 발생한다는 단점이 있다. 따라서, 최근 Silver nanowire (AgNW), Single-walled Carbon nanotube (SWCNT), ITO를 기반으로 한 AgNW에 ITO를 증착 하거나 SWCNT를 코팅하여 우수한 전기적, 광학적 특성을 지닌 하이브리드 전극이 투명 면상 발열체 재료로서 사용되고 있다. 하지만 대체된 재료들도 다양한 문제점을 가지고 있다. 예를 들어 고온에서 발열을 유지하지 못하고 끊어지거나 가시광영역의 투과율이 낮은 점 등이 있다. 이런 다양한 문제점들을 보완 할 수 있는 새로운 투명 면상 발열체에 적용한 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 GZO/Ag/GZO 하이브리드 구조의 투명 면상 발열체를 제작하여 전기적, 광학적 특성을 비교하고 발열량, 온도 균일 성, 발열 유지 안정도를 확인하였다. 본 연구에서는 $50{\times}50mm$ 크기의 Non-alkali glass (삼성코닝 E2000) 기판 상에 DC마그네트론 스퍼터링 공정을 이용하여 상온에서 GZO, Ag, GZO 박막을 연속적으로 증착 하여 다층구조의 하이브리드형 투명 면상 발열체를 제조하였다. 박막 증착 파워는 DC (Ag) power 50 W, RF (GZO) power 200 W로 하였으며 GZO박막두께는 45 nm로 고정 시키고 Ag박막 두께는 5~20 nm로 변화를 주었다. 증착원은 3인치 GZO 세라믹 타깃 (2.27 wt. % Ga2O3) 과 Ag 금속 타깃 (순도 99.99%)을 사용하였으며, Ar을 40 sccm 주입 후 Working pressure는 고 순도 Ar을 사용하여 1.0 Pa로 고정하며 10분간 Pre-sputtering을하고 증착을 진행하였다. 앞선 실험을 통해 증착한 박막의 전기적, 광학적 특성은 각각 Hall-effect measurements system (ECOPIA, HMS3000), UV-Vis spectrophotometer (UV-1800, Shimadzu)를 사용해 측정 되었으며, 하이브리드 표면의 구조 및 형상은 FESEM으로 관찰하였다. 또한 표면온도 측정기infrared camera (IR camera)를 이용하여 4~12 V/cm의 전압을 인가 시 시간에 따른 투명 면상 발열체의 표면 온도변화를 관찰하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.256-256
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• 2015

이산화 바나듐 ($VO_2$)은 340 K 임계온도를 기점으로 금속-절연체 상전이를 통해 전기적, 광학적 특성이 가역적으로 변하는 물질로 잘 알려져 있다. 그러나 낮은 가시광 투과율과 비선호적인 색상(황갈색)으로 인해 열변색 스마트 창호응용과 관련하여 해결해야 할 문제로 남아있다. 본 연구에서는 상기 문제를 해결하고자 고분자 나노 구 템플릿을 응용하여 2차원의 벌집구조를 갖는 $VO_2$ 박막을 졸 겔 방법을 통해 제작하였으며 가시광 투과율 향상을 유도하였다. 나노 구의 지름과 코팅조건에 따라 구조변화를 유도하였으며 FE-SEM과 AFM을 통해 박막의 구조적 변화를 측정하였다. 결과로부터 나노 구의 역상모양을 갖는 박막이 형성 되었으며 직경에 따라 패턴 간격이 확연하게 변화되었음을 확인 하였다. 나노 구가 위치하고 있던 자리로부터 빈 공간형성을 유도할 수 있었으며 이는 가시광 투과율향상에 직접적 영향을 주었다. 또한 상기 패턴화된 $VO_2$ 박막은 광학 스위칭 효율을 유지하면서 주기적 패턴으로부터 시각적으로 광결정유도를 통한 미적 시너지를 보였며 본 연구로부터 $VO_2$기반 스마트 창호 응용에 많은 기여가 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.139.2-139.2
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• 2015

In this study, We applied the magnetic field that has CW frequency and AM frequency to heating magnetic nano powder. For this experiment, We set up the devices flat-type magnetic field generator with CW frequency and AM frequency. We supplied the current to encircling coil by adjusting the power of generating of magnetic field device for AC voltage through Slidacs and using way of LC resonance circuit and SMPS(Switching Mode Power Supply). Above the encircling coil, We covered the circular flat insulator like glass. And we located the well plate containing the magnetic nano powder liquor above the circular flat insulator and exposed the magnetic field to this well plate. Using the flat-type magnetic field generator with CW and AM frequency and the magnetic field measurement sensor(Magnetic pick up coil or Hall sensor), We measured the strength of the magnetic field of circular flat insulator's surface in each position. The temperature of the magnetic nano powder in the well plate was quantitatively measured by the magnetic field strength through the Fluoroptic thermometer.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.245-245
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• 2015

Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막 태양전지는 높은 효율과 낮은 제조비용, 높은 신뢰성으로 인해 박막 태양전지 중 가장 각광받고 있다. 특히 유리기판 대신 가볍고 유연한 철강소재나 플라스틱 소재를 이용하여 발전분야 외에 건물일체형, 수송용, 휴대용등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 이러한 유연 기판을 이용한 CIGS 태양전지의 개발을 위해서는 기판의 특성에 따른 다양한 공정개발이 선행되어야 한다. 특히 CIGS 태양전지에서는 Na의 역할이 매우 중요한데 유연기판의 경우 이러한 Na이 없을 뿐만 아니라 철강기판의 경우 Fe, Ni, Cr등의 불순물이 확산되어 흡수층의 특성을 저하시켜 효율을 감소시킨다. 따라서 이러한 철강 기판의 경우 불순물의 확산을 방지하는 확산방지막이 필수적이다. 또한 플라스틱기판의 경우 내열성이 낮아 저온에서 공정을 진행해야하는 단점이 있다. 이러한 유연기판의 특성을 고려하여 본 연구에서는 유연기판으로 STS 430 stainless steel과 poly-imide를 이용하여 특성 개선을 진행하였다. 먼저 stainless steel과 Poly-imide, soda-lime glass, coning glass의 기판을 이용하여 기판에 따른 흡수층의 특성을 비교 분석하였으며 stainless steel 기판을 이용하여 확산 방지막의 유무 및 두께에 따른 흡수층 및 소자의 특성을 분석하였다. 이때 확산 방지막은 기존 TCO 공정에서 사용되는 i-ZnO를 사용하였으며 RF sputter를 이용하여 50~200nm로 두께를 달리하며 특성 비교를 실시하였다. 이때 효율은 확산방지막을 적용하지 않았을 때 약 5.9%에서 확산 방지막 적용시 약 10.6%로 증가하였다. 또한 poly-imide 기판을 이용하여 $400^{\circ}C$이하에서 흡수층을 제조하여 특성평가를 진행하였으며 소자 제조 후 효율은 약 12.2%를 달성하였다. 모든 흡수층은 Co-Evaporation 방법을 이용하여 제조하였으며 제조된 흡수층은 SEM, XRF, XRD, GD-OES, PL, Raman등을 이용하여 분석하였으며 그 외 일반적인 방법을 이용하여 Mo, CdS, TCO, Al grid를 제조하였다. AR 코팅은 제외 하였으며 제조된 소자는 솔라 시뮬레이터를 이용하여 효율 특성 분석을 실시하였으며 Q.E. 분석을 실시하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.86.2-86.2
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• 2015

Cu2ZnSn(S,Se)4 thin film solar cells have been fabricated using sputtered Cu/Sn/Zn metallic precursors on Mo coated sodalime glass substrate without using a toxic H2Se and H2S atmosphere. Cu/Sn/Zn metallic precursors with various thicknesses were prepared using DC magnetron sputtering process at room temperature. As-deposited metallic precursors were sulfo-selenized inside a graphite box containing S and Se pellets using rapid thermal processing furnace at various sulfur to selenium (S/Se) compositional ratio. Thin film solar cells were fabricated after sulfo-selenization process using a 65 nm CdS buffer, a 40 nm intrinsic ZnO, a 400 nm Al doped ZnO, and Al/Ni top metal contact. Effects of sulfur to selenium (S/Se) compositional ratio on the microstructure, crystallinity, electrical properties, and cell efficiencies have been studied using X-ray diffraction, Raman spectroscopy, field emission scanning electron microscope, I-V measurement system, solar simulator, quantum efficiency measurement system, and time resolved photoluminescence spectrometer. Our fabricated Cu2ZnSn(S,Se)4 thin film solar cell shows the best conversion efficiency of 9.24 % (Voc : 454.6 mV, Jsc : 32.14 mA/cm2, FF : 63.29 %, and active area : 0.433 cm2), which is the highest efficiency among Cu2ZnSn(S,Se)4 thin film solar cells prepared using sputter deposited metallic precursors and without using a toxic H2Se gas. Details about other experimental results will be discussed during the presentation.

• Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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• v.25 no.5
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• pp.382-391
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• 2009

The aim of the study was to assess the levels in typical central borough of phthalate exposure by monitoring children's facilities (19 kindergartens and 21 elementary schools) and households (17 old apartments and 22 new apartments) via sampling indoor floor dust. A vacuum cleaner specifically prepared for sampling dust was attached to a filter of a vacuum cleaner dust collecting container. During the sample preparation process, containers made of glass were used and analysis was performed using GC-MSD. The mean concentration of DEHP was $412{\mu}g/g$, DnBP was $24{\mu}g/g$, and BBzP was $10{\mu}g/g$ dust. The indoor characteristics including floor, wall materials, years after construction, water leakage history for the past three years, and ventilation were also examined to categorize phthalate esters from the dust samples. From the flooring and wallpaper materials of kindergartens and elementary schools, DEHP in the dust sample appeared at a statistically significant level (p<0.05) when PVC materials were present. DEHP in the indoor dust also increased significantly (p<0.01) during the construction period. The daily intake of DEHP measured from indoor dust was 0.08~$19.7{\mu}g/kg/day$ for children and 0.02~$1.1{\mu}g/kg/day$ for adults (women). The results clearly revealed that phthalate exposure is greater in children than in adults (women) due to the indoor dust.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.14 no.1
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• pp.24-28
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• 2005

A typical method for obtaining poly-Si films is the solid phase crystallization(SPC) of amorphous Si. Advantages of SPC are uniformity, process quality and low cost of production. However, high process temperature and long process time prevent the employment of SPC process on thermally susceptible glass substrate. In this parer, we propose a new method that applies an alternating magnetic field during crystallization annealing in an alternating magnetic field crystallization(AMFC) system for lowering process temperature and shorter process time of SPC. When we crystallized, in the case of SPC, annealing time is 24 hours at 570℃. But in the case of AMFC, annealing time is only 20 minutes at the same temperature.

• Journal of Korean Vacuum Science & Technology
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• v.5 no.1
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• pp.11-18
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• 2001

Dielectric passivation effects on the EM(electromigration) have been a great interest with recent ULSI and multilevel structure tends in thin film interconnections of a microelectronic device. SiO$_2$, PSG(phosphosilicate glass), and Si$_3$N$_4$ passivation materials effects on the EM resistance were investigated by utilizing widely used Al-1%Si thin film interconnections. A standard photolithography process was applied for the fabrication of 0.7㎛ thick 3㎛ wide, and 200㎛ ~1600㎛ long Al-1%Si EM test patterns. SiO$_2$, PSG, and Si$_3$N$_4$ dielectric passivation with the thickness of 300 nm were singly deposited onto the Al-1%Si thin film interconnections by using an APCVD(atmospheric pressure chemical vapor deposition) and a PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition) in order to investigate the passivation materials effects on the EM characteristics. EM tests were performed at the direct current densities of 3.2 $\times$ 10$\^$6/∼4.5 $\times$ 10$\^$6/ A/cm$^2$ and at the temperatures of 180 $\^{C}$, 210$\^{C}$, 240$\^{C}$, and 270$\^{C}$ for measuring the activation energies(Q) and for accelerated test conditions. Activation energies were calculated from the measured MTF(mean-time-to-failure) values. The calculated activation energies for the electromigration were 0.44 eV, 0.45 eV, and 0.50 eV, and 0.66 eV for the case of nonpassivated-, Si$_3$N$_4$passivated-, PSG passivated-, and SiO$_2$ passivated Al-1%Si thin film interconnections, respectively. Thus SiO$_2$ passivation showed the best characteristics on the EM resistance followed by the order of PSG, Si$_3$N$_4$ and nonpassivation. It is believed that the passivation sequences as well as the passivation materials also influence on the EM characteristics in multilevel passivation structures.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.04c
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• pp.15-17
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• 2008

$CuInS_2$ thin films were synthesized by sulpurization of Cu/In Stacked elemental layer deposited onto glass Substrates by vacuum furance annealing at temperature 200[$^{\circ}C$]. And structural and electrical properties were measured in order to certify optimum conditions for growth of the ternary compound semiconductor $CuInS_2$ thin films with non-stoichiometry composition. $CuInS_2$ thin film was well made at the heat treatment 200[$^{\circ}C$] of SLG/Cu/In/S stacked elemental layer which was prepared by thermal evaporator, and chemical composition of the thin film was analyzed nearly as the proportion of 1 : 1 : 2. Physical properties of the thin film were investigated at various fabrication conditions substrate temperature, annealing and temperature, annealing time by XRD, FE-SEM and hall measurement system. At the same time, carrier concentration, hall mobility and resistivity of the thin films was $9.10568{\times}10^{17}[cm^{-3}]$, 312.502[$cm^2/V{\cdot}s$] and $2.36{\times}10^{-2}[{\Omega}{\cdot}cm]$, respectively.