• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제20권7호
• /
• pp.6-13
• /
• 2006

각 종 전자 디바이스의 투명전도막으로 많이 사용되는 ITO 및 ZnO:Al 박막을 스퍼터링법에 의해 제작하였다. 가스압력 및 기판온도 등의 최적조건하에서 제작된 ITO 및 ZnO:Al 박막은 각각 $1.67{\times}10^{-3}[{\Omega}-cm]$ 및 $2.2{\times}10^{-3}[{\Omega}-cm]$의 비저항율과 89.61[%] 및 90.88[%]의 가시광 영역에서의 광투과율을 나타내었다. ZnO:Al과 ITO 투명전극을 이용하여 5인치의 PDP 셀을 동일한 제조조건하에서 제작하였다. ZnO:Al의 경우 Ne(base)-Xe(8%)의 가스 혼합비, 그리고 400[Torr]의 압력조건에서 가장 잘 동작되었으며, $200{\sim}300$[V]의 인가전압 범위에서 $836[cd/m^2]$의 평균휘도를 나타내었다. 고휘도 및 저 소비전력특성을 위한 중요한 파라메타인 광효율은 전원 주파수가 $10{\sim}50[Khz]$의 범위에서 $1.2{\sim}1.6[lm/W]$정도를 나타내었으며, ITO의 경우 휘도 및 광 발생 효율은 약 10[%]정도 상승하였다.

• Current Photovoltaic Research
• /
• 제3권1호
• /
• pp.32-38
• /
• 2015

CIGS solar cell consisted of various films. In this research, we investigated electrode materials in $Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) cells, including Al-doped ZnO (ZnO:Al), intrinsic ZnO (i-ZnO), and Al films. The sputtered ZnO:Al film with a sputtering power at 200W showed the lowest series resistance and highest cell efficiency. The electrical resistivity of the 200-W sputtered ZnO:Al film was $5.2{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ by the rapid thermal annealing at $200^{\circ}C$ for 1 min. The electrical resistivity of i-ZnO was not measurable due to its high resistance. But the optical transmittance was highest with less oxygen supply and high efficiency cell was achieved with $O_2/(Ar+O_2)$ ratio was 1% due to the increase of short-circuit current. No significant change in the cell performance by inserting a Ni layer between Al and ZnO:Al films was observed.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
• /
• pp.61.2-61.2
• /
• 2011

본 연구에서는 박막 태양전지용 투명전극으로 사용하기 위해서 Gun-type RF 마그네트론 스퍼트링을 이용하였다. 챔퍼안의 타겟은 AZO타겟(Zn: 98[wt.%], Al:2[wt.%]을 장착하였고 공정압력은 고진공을 유지하였다. 온도는 $300^{\circ}C$로 고정하였고 전력은 70W로 고정하였다. $Ar^+$ 가스유량비를 20sccm~100sccm으로 변화를 주어 기판 위에 AZO를 증착하여 AZO의 구조적 및 광학적 특성의 의존성을 알아보았다. 모든 가스변화에서 400에서 700 nm까지의 가시광 영역에서의 AZO 박막의 평균 투과도는 약 85% 이상의 우수한 투과율을 보인다. AZO 박막 내의 결정 구조는 (002)면으로 우선 배향을 하는 wurtzite 구조를 가지며, $Ar^+$변화에 의해 두께가 증가하면서 결정립의 주상 (columnar) 성장이 향상되고 결정립의 크기도 증가한다. 이러한 경향성은 $Ar^+$변화에 의해 결정성이 향상된다는 것을 의미한다. 이와 같은 구조 및 광학 특성을 가지는 유리 기판 위에 증착된 AZO는 박막 태양전지용 투명 전극으로 응용이 가능할 것이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
• /
• pp.1478-1480
• /
• 2001

ZnO : Al transparent conductive thin films were prepared by facing targets sputtering system with a DC power supply which can deposit a high quality thin films and control deposition condition in all range of $O_2$ gas ratio using ZnO target containing 8 at% of Al. Sputtering was carried out at a substrate temperature of R T with a DC current of 0.6 A and $O_2$ flow rate of 0 $\sim$ 0.9. The characteristics of ZnO : Al thin films was investigated by $\alpha$-step, four point probe, X-ray diffraction and UV/VIS spectrometer.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제20권8호
• /
• pp.666-670
• /
• 2007

Aluminuim doped zinc oxide(ZnO:AL)Films have been prepared on Polyimide(PI) and Coming 7059 glass substrates by r.f. magnetron sputtering method. The structural of the ZnO:Al films were studied in accordance with various deposition R.F power and working pressure by XRD, SEM. And The electrical and optical properties of ZnO:Al films were characterized by Hall effect and UN visible spectrophotometer measurements, ZnO:Al films had were hexagonal wurtzite structure and dominant c-axis orientation. The R.f power and working pressure for optimum condition to fabricate the transparent conductive films using a PI substrate were 2 mTorr and 100W, respectively. The resistivity of the ZnO:Al films prepared under this condition were $9.6{\times}10^{-4}{\Omega}cm$. The optical transmittance of 400nm thick films at 550nm is ${\sim}85 %$.

• 한국재료학회지
• /
• 제15권9호
• /
• pp.604-607
• /
• 2005

Dependence of the crystallinity, surface roughness, carrier concentration, carrier mobility, electrical resistivity and transmittance of Al-doped ZnO films deposited on glass substrates by RF-magnetron sputtering on effects of the ratio of the RF power for AlZnO to that for ZnO (R) have been investigated. X-ray diffraction spectra show strong preferred orientation along the c-axis. The full width at half maximum (FWHM) of the ZnO (002) peak decreases slightly as R increases in the range of R<1.0, whereas it increases substantially in the range of R>1.0. Scanning electron micrographs (SEM) show that the ZnO film surface becomes coarse as R increases. The carrier concentration and the carrier mobility in the ZnO thin film are maximal for R=1.5 and 1.0, respectively. The electrical resistivity is minimal for R=1.0 The transmittance of the ZnO:Al film tends to increase, but to decrease slightly in the range of R>0.5. It may be concluded that the optimum R value is 1.0, considering all these analysis results. The cause of the changes in the structure and physical properties of ZnO thin films with R are also discussed.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 및 제8회 신소재 심포지엄 논문개요집
• /
• pp.153-153
• /
• 2005

• 한국광학회:학술대회논문집
• /
• 한국광학회 2002년도 제13회 정기총회 및 2002년도 동계학술발표회
• /
• pp.20-21
• /
• 2002

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
• /
• pp.298-299
• /
• 2010

Cu(In, Ga)Se2 (CIGS) 박막 태양전지는 Soda lime glass/Mo/CIGS/CdS/ZnO/ITO/Al 의 구조를 가지고 있다. CIGS 화합물은 direct bandgap 구조를 하고 있으며, 광흡수율이 다른 어떤 물질들 보다 뛰어나 박막으로도 충분히 태양광을 흡수할 수 있다. 또한 Ga의 도핑 농도에 따른 밴드갭 조절도 가능하다. 이러한 성질들로 인해 현재 박막태양전지로서 20.1%의 최고효율을 가지고 있다.[1] CIGS 박막 태양전지에서 p-CIGS layer와 스퍼터링으로 증착되는 n-ZnO layer사이의 buffer 층으로 chemical bath deposition (CBD)-CdS 박막을 주로 사용한다. CBD-CdS 박막은 n-ZnO 스퍼터로 증착 시킬 때, CIGS 층의 손상을 최소화하고, 이 두 층 사이에서의 격자상수와 밴드갭의 차이를 줄여주어 CIGS 박막태양전지의 효율을 증가 시키는 역할을 한다. 하지만, Cd (카드뮴)의 심각한 독성과 낮은 밴드갭(2.4eV)으로 인해 CIGS 층에서의 광흡수율을 줄여, CdS를 대체할 새로운 buffer 층의 필요성이 대두되었다.[2] 그 대안으로 ZnS, Zn(O, S, OH), (Zn, Mg)O, In2S3 같은 물질이 연구되고 있다. 현재 CBD-ZnS를 buffer 층으로 사용한 CIGS 박막태양전지의 효율은 최고 18.6%로 CBD-CdS의 최고효율보다는 약 1.5% 낮지만, ZnS가 높은 밴드갭(3.7~3.8eV)과 Cd-free 물질이라는 점에서 CdS를 대체할 물질로 각광받고 있다. 본 연구에서는 기존의 CdS 박막을 제조하는 방법과 같은 방법인 CBD를 이용하여 ZnS 박막을 제조하였다. ZnS 박막을 제조하기 위해서는 Zinc sulfate, Thiourea, 암모니아가 사용된다. 암모니아의 mol 농도에 따른 CBD-ZnS/CIGS 박막태양전지의 효율 변화를 관찰하기 위해 암모니아의 mol 농도는 1 mol, 2 mol, 3 mol, 4 mol, 5 mol, 6 mol, 그 이상의 과량을 사용하여 실험하였다. 실험 결과, 암모니아농도 5 mol에서 효율 13.82%를 확인할 수 있었다. 최고효율을 보인 조건인 암모니아 농도가 5 mol 일 때, Voc는 0.602V, Jsc는 33.109mA/cm2, FF는 69.4%를 나타내었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.88-88
• /
• 2009

실리콘 이종접합 태양전지 제작을 위한 주요 요소기술 중 TCO/a-Si:H 간의 계면 특성은 태양전지 효율을 결정하는 주요 인자이다. 일반적으로 투명전도 산화막으로는 ZnO:Al 또는 ITO 가 사용되고 있으며 Zn, In, Sn, O 등의 확산과 Si원소의 확산으로 TCO/a-Si:H 계면에서 $SiO_x$가 생성되어 태양전지 충진률을 감소시키는 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 TCO/a-Si 계면에서 확산을 방지 하면서 패시베이션 역할을 하는 완충층을 삽입하여 실리콘 이종접합 태양전지의 효율을 높이는 연구를 수행하였다. 완충층으로 사용된 ZnO:Al의 수소화와 Zn 박막, $TiO_2$ 박막의 전기 광학적 특성을 분석하였고 AES 분석을 통해 $SiO_x$의 생성과 각 원소의 확산정도를 분석하고, CTLM을 이용하여 TCO/완충층/a-Si 간의 접촉저항을 측정하였다. 결과적으로 완충층으로 사용된 $TiO_2$(5nm)는 광특성에 큰 감소요인 없이 전기적 특성과 접촉저항 특성이 우수하였으며, 원소들간의 확산방지층으로도 우수한 특성을 보였다. ZnO:Al의 수소화는 SIMS 분석 결과 수소원소들이 계면쪽에 위치하지 않고 표면쪽에 다수 존재함으로써 패시베이션 특성을 크게 보이지 않았으나 AZO 박막의 전기적 특성은 크게 향상 시켰다. 그밖에 완충층으로 사용된 Zn 박막은 두께가 두꺼원 질수록 접촉저항의 감소를 가져왔으나 광학적 특성이 크게 감소하면서 효율적인 광포획 특성을 가지지 못하였다. 본 연구를 통하여 TCO/a-Si:H 간의 완충층 삽입을 통해 접촉저항을 낮추고 원소간의 확산을 억제하여 계면 패시베이션 특성을 향상 시킬수 있었다.