• 제목/요약/키워드: ZnO buffer

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ZnO를 대체 가능한 새로운 Viologen 유도체가 적용된 역구조 고분자 태양전지 (ZnO-free Inverted Polymer Solar Cells Based on New Viologen Derivative as a Cathode Buffer Layer)

  • 김윤환;김동근;김주현
    • 공업화학
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    • 제27권5호
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    • pp.512-515
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    • 2016
  • 새로운 viologen 유도체인 1,1'-bis(3,4-dihydroxybutyl)-[4,4'-bipyridine]-1,1'-diium bromide (V-Pr-2OH)을 합성하여 PTB7 : $PC_{71}BM$ Blend를 기반으로 하는 inverted polymer solar cells (iPSCs)에 cathode buffer layer로 적용하였다. V-Pr-2OH이 cathode buffer layer로 적용된 PSCs (ITO/V-Pr-2OH/PTB7 : $PC_{71}BM/MoO_3/Ag$)의 power conversion efficiency (PCE)는 7.28%이었다. V-Pr-2OH이 없는 iPSCs (ITO/ZnO/PTB7 : $PC_{71}BM/MoO_3/Ag$)의 PCE (7.41%)에 상응하는 값이다. 그러므로 본 연구에서는 높은 열처리 공정이 필요한 ZnO가 배제된, 즉 높은 온도의 열처리 없이도 제작 가능한 PSC에 대한 가능성을 보여주고 있다.

ALD ZnO 버퍼층 증착 온도가 전착 Cu2O 박막 태양전지 소자 특성에 미치는 영향 (The Influence of Deposition Temperature of ALD n-type Buffer ZnO Layer on Device Characteristics of Electrodeposited Cu2O Thin Film Solar Cells)

  • 조재유;트란 휴 만;허재영
    • Current Photovoltaic Research
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    • 제6권1호
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    • pp.21-26
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    • 2018
  • Beside several advantages, the PV power generation as a clean energy source, is still below the supply level due to high power generation cost. Therefore, the interest in fabricating low-cost thin film solar cells is increasing continuously. $Cu_2O$, a low cost photovoltaic material, has a wide direct band gap of ~2.1 eV has along with the high theoretical energy conversion efficiency of about 20%. On the other hand, it has other benefits such as earth-abundance, low cost, non-toxic, high carrier mobility ($100cm^2/Vs$). In spite of these various advantages, the efficiency of $Cu_2O$ based solar cells is still significantly lower than the theoretical limit as reported in several literatures. One of the reasons behind the low efficiency of $Cu_2O$ solar cells can be the formation of CuO layer due to atmospheric surface oxidation of $Cu_2O$ absorber layer. In this work, atomic layer deposition method was used to remove the CuO layer that formed on $Cu_2O$ surface. First, $Cu_2O$ absorber layer was deposited by electrodeposition. On top of it buffer (ZnO) and TCO (AZO) layers were deposited by atomic layer deposition and rf-magnetron sputtering respectively. We fabricated the cells with a change in the deposition temperature of buffer layer ranging between $80^{\circ}C$ to $140^{\circ}C$. Finally, we compared the performance of fabricated solar cells, and studied the influence of buffer layer deposition temperature on $Cu_2O$ based solar cells by J-V and XPS measurements.

Zno 버퍼층을 이용한 자발적 초격자구조를 갖는 IGZO 박막의 결정화 (Crystallization of IGZO thin film with spontaneously formed superlattice structure induced by Zno buffer layer)

  • 서동규;공보현;조형균
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.4-4
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    • 2010
  • Single-crystalline IGZO (Indium-Gallium-Zinc oxide) was fabricated on c-sapphire substrate. Single crystal ZnO was used as a buffer layer, and post-annealing was treated in $900^{\circ}C$ for crystallization of IGZO. Crystallized IGZO formed superlattice structure spontaneously induced to c-axis direction by ZnO butTer layer, the composition of IGZO was varied by amount of ZnO. Crystallinity and composition of IGZO was analyzed by X-ray Diffraction and Transmission Electron Microscopy.

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RF마그네트론 스퍼터링을 이용한 ZnO 박막성장 및 특성평가 (Growth and Chracterization of ZnO films using RF magnetron sputtering)

  • 김일수;정상헌;이병택
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.174-174
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    • 2003
  • ZnO는 상온에서 3.36 eV의 wide band gap과 60 meV의 큰 엑시톤 결합 에너지를 가지며, GaN(28 meV)와 ZnSe(19 meV)와 같은 wide band gap 재료와 비교해서 가장 우수한 exciton emission을 가진다. 이러한 특성 때문에 UV 레이저 및 LED와 같은 광학소자로서 그 응용의 잠재성이 높다. 박막의 우수한 광학적 특성과 결정성을 개선하기 위해 다양한 공정조건(RF 파워, 공정압력, 산소분압, 온도)에서 마그네트론 스퍼터링을 이웅하여 Si 기판상에 ZnO 박막을 성장 하였다. 또한, 저온 self-buffer를 이용하여 박막의 광학적 특성과 결정성을 더욱 개선 할 수 있었다. RF 파워와 공정압력은 박막의 PL(phothluminescehce) 특성이나 결정성에는 큰 영향을 주지 않았고 산소분압은 PL intensity의 변화를 가져왔으며, 온도는 결정성에 큰 영향을 주었다. 산소 분압이 증가 할수록 비화학량론적(산소 공공, 침입형 아연) 결함으로 인한 visiable 영 역의 peak 의 강도가 감소하는 것을 관찰하였다. 온도가 증가할수록 박막의 결정성에 나쁜 영향을 주었는데 저온 self-buffer를 도입하므로써 ZnO 박막의 결정성과 PL특성을 함께 개선하였다.

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SiO2 완충층 두께에 따른 비정질 InGaZnO Pseudo-MOS Field Effect Transistor의 신뢰성 평가 (Effect of SiO2 Buffer Layer Thickness on the Device Reliability of the Amorphous InGaZnO Pseudo-MOS Field Effect Transistor)

  • 이세원;황영현;조원주
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제25권1호
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    • pp.24-28
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    • 2012
  • In this study, we fabricated an amorphous InGaZnO pseudo-MOS transistor (a-IGZO ${\Psi}$-MOSFET) with a stacked $Si_3N_4/SiO_2$ (NO) gate dielectric and evaluated reliability of the devices with various thicknesses of a $SiO_2$ buffer layer. The roles of a $SiO_2$ buffer layer are improving the interface states and preventing degradation caused by the injection of photo-created holes because of a small valance band offset of amorphous IGZO and $Si_3N_4$. Meanwhile, excellent electrical properties were obtained for a device with 10-nm-thick $SiO_2$ buffer layer of a NO stacked dielectric. The threshold voltage shift of a device, however, was drastically increased because of its thin $SiO_2$ buffer layer which highlighted bias and light-induced hole trapping into the $Si_3N_4$ layer. As a results, the pseudo-MOS transistor with a 20-nm-thick $SiO_2$ buffer layer exhibited improved electrical characteristics and device reliability; field effective mobility(${\mu}_{FE}$) of 12.3 $cm^2/V{\cdot}s$, subthreshold slope (SS) of 148 mV/dec, trap density ($N_t$) of $4.52{\times}1011\;cm^{-2}$, negative bias illumination stress (NBIS) ${\Delta}V_{th}$ of 1.23 V, and negative bias temperature illumination stress (NBTIS) ${\Delta}V_{th}$ of 2.06 V.

Effect of ZnS Buffer Layer on Inorganic EL Device

  • Kim, Duck-Gon;Park, Lee-Soon;Kum, Tae-Il;Lee, Sang-Mok;Sohn, Sang-Ho;Jung, Sang-Kooun
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2007년도 7th International Meeting on Information Display 제7권2호
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    • pp.1629-1631
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    • 2007
  • Significant process in the performance and commercialization of full-color thin-film electroluminescent(EL) displays has been achieved. This is due to the remarkable progress made in the performance of exiting EL phosphors, development of new phosphor materials, and design of new EL phosphor structures. In this paper, we fabricated thinfilm EL devices with ZnS buffer and $BaTiO_3$ electric layer with on top and bottom of phosphor layer. The effect of ZnS and $BaTiO_3$ layer on the luminance of EL device were studied.

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Role of a ZnO buffer layer for the formation of epitaxial NiO films

  • 권용현;천성현;이주호;이정용;조형균
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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    • pp.85-85
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    • 2012
  • NiO는 니켈 공공과 침입형 산소 이온에 의한 비화학적양론 특성 때문에 자발적으로 p-형 반도체 특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. NiO는 3.7 eV 의 넓은 밴드갭을 가지고 있어 투명소자를 위한 hole injection layer 나 hole transport layer로 사용하기 위한 연구가 많이 이루어지고 있다. 또한, 안정적인 p-형 반도체 특성은 n-형 산화물 반도체와의 접합을 통해 복합소자의 구현이 용이하기 때문에, ZnO 등과의 접합을 통한 소자 구현이 가능하다.[1] 하지만, 기존의 많은 연구에서는 내부의 결함이 많이 존재하는 다결정 박막을 사용하였기 때문에, 전하의 이동에 제한이 발생해, 충분한 소자 특성을 나타내지 못하였다. 최근 Dutta의 연구에 의하면, 결정질 사파이어 기판위에 박막을 성장할 경우 [111] 방향으로 우선 배향성을 가진 NiO 박막을 얻을 수 있다고 알려져 있다.[2] 본 실험에서는 NiO 박막을 이용한 PN 접합소자 구현을 위해 사파이어 위에 p-NiO 박막을 에피택셜하게 성장한 후 구조적 특성을 분석하였으며, n-ZnO 박막을 그 위에 성장하여 소자를 제작하였다. 그 결과 ZnO 또한 에피택셜한 성장을 하는 것을 확인할 수 있었다. 성장순서에 따른 PN 접합구조 특성을 확인하기 위해 사파이어 위에 ZnO 를 성장시킨 후 NiO 를 성장시킨 결과 NiO 박막의 우선성장 방향이 [100]으로 변하는 것을 확인할 수 있었다.

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DC sputter로 증착한 ZnO 박막의 결정성 향상에 관한 연구 (The study of ZnO crystalline improvement of FBAR)

  • 이규일;김응권;이태용;황현석;송준태
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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    • pp.322-323
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    • 2005
  • We deposited Zinc oxide (ZnO) thin films on Ru buffer layer in order to protect the amorphous layer between ZnO and Al interface. In X-ray diffraction (XRD) pattern, it was observed that increase of (002)-orientation by the variation of annealing treatment temperature. Also, surface roughness and specific resistance were increased by annealing treatment but full width at half maximum (FWHM) was decreased. In film bulk acoustic resonators (FBARs) fabricated from these results, we finally confirmed that the resonant frequency of 0.89 GHz without its shift was measured.

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Electrical Properties of V-I Curve of p-ZnO:Al/n-ZnO:Al Junction Fabricate by RF Magnetron Sputtering

  • Jin, Hu-Jie;So, Soon-Jin;Song, Min-Jong;Park, Choon-Bae
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.408-409
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    • 2007
  • Al-doped p-type ZnO films were fabricated on n-Si (100) and homo-buffer layers in pure oxygen at $450^{\circ}C$ by RF magnetron sputtering. Target was ZnO ceramic mixed with 2wt% $Al_2O_3$. XRD spectra show that the Al-doped ZnO thin films have ZnO crystal structure and homo-buffer layers are beneficial to Al-doped ZnO films to grow along c-axis. Hall Effect experiments with Van der Pauw configuration show that p-type carrier concentrations are ranged from $1.66{\times}10^{16}\;to\;4.04{\times}10^{18}cm^{-3}$, mobilities from 0.194 to $2.3cm^2V^{-1}s^{-1}$ and resistivities from 7.97 to $18.4{\Omega}cm$. P-type sample has density of $5.40cm^{-3}$ which is smaller than theoretically calculated value of $5.67cm^{-3}$. XPS spectra show that O1s has O-O and Zn-O structures and A12p has only Al-O structure. P-ZnO:Al/n-ZnO:Al junctions were fabricated by magnetron sputtering. V-I curves show that the p-n junctions have rectifying characteristics.

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