• Korean Journal of Materials Research
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• v.25 no.12
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• pp.708-712
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• 2015

This study reports the effects of $H_2S$ gas concentration on the properties of $Cu_2ZnSnS_4(CZTS)$ thin films. Specifically, sulfurization process with low $H_2S$ concentrations of 0.05% and 0.1%, along with 5% $H_2S$ gas, was studied. CZTS films were directly synthesized on Mo/Si substrates by chemical bath deposition method using copper sulfate, zinc sulfate heptahydrate, tin chloride dihydrate, and sodium thiosulfate pentahydrate. Smooth CZTS films were grown on substrates at optimized chemical bath deposition condition. The CZTS films sulfurized at low $H_2S$ concentrations of 0.05 % and 0.1% showed very rough and porous film morphology, whereas the film sulfurized at 5% $H_2S$ yielded a very smooth and dense film morphology. The CZTS films were fully crystallized in kesterite crystal form when they were sulfurized at $500^{\circ}C$ for 1 h. The kesterite CZTS film showed a reasonably good room-temperature photoluminescence spectrum that peaked in a range of 1.4 eV to 1.5 eV, consistent with the optimal bandgap for CZTS solar cell applications.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.8 no.3
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• pp.283-290
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• 1999

The $n^+/p/p^+$ junction PERL solar cell of $0.1{\sim}2{\Omega}{\cdot}cm$ (100) p type silicon wafer was fabricated through the following steps; that is, wafer cutting, inverted pyramidally textured surfaces etching by KOH, phosphorus and boron diffusion, anti-reflection coating, grid formation and contact annealing. At this time, the optical characteristics of device surface and the efficiency of doping concentration for resistivity were investigated. And diffusion depth and doping concentration for n+ doping were simulated by silvaco program. Then their results were compared with measured results. Under the illumination of AM (air mass)1.5, $100\;mW/cm^2$ $I_{sc}$, $V_{oc}$, fill factor and the conversion efficiency were 43mA, 0.6 V, 0.62. and 16% respectively.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.33 no.6
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• pp.460-464
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• 2020

This study reports the fabrication and application of semitransparent Cu nanoparticle layers. Spin coating and subsequent drying of a Cu colloid solution were performed to deposit Cu nanoparticle layers onto Si and glass substrates. As the spin speed of the spin coating increases, the density of the nanoparticles on the substrate decreases, and the agglomeration of nanoparticles is suppressed. This microstructural variation affects the optical properties of the nanoparticle layers. The transmittance and reflectance of the Cu nanoparticle layers increase with increasing spin speed, which results from the trade-off between the exposed substrate area and surface coverage of the Cu nanoparticles. Since the glass substrates coated with Cu nanoparticle layers are semitransparent and colored, it is anticipated that the application of a Cu nanoparticle-dielectric bilayer structure to transparent solar cells will improve the cell efficiency as well as aesthetic appearance.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.20 no.12
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• pp.686-690
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• 2010

$TiO_2$ nanowires were self-catalytically synthesized on bare Si(100) substrates using metallorganic chemical vapor deposition. The nanowire formation was critically affected by growth temperature. The $TiO_2$ nanowires were grown at a high density on Si(100) at $510^{\circ}C$, which is near the complete decomposition temperature ($527^{\circ}C$) of the Ti precursor $(Ti(O-iPr)_2(dpm)_2)$. At $470^{\circ}C$, only very thin (< $0.1{\mu}m$) $TiO_2$ film was formed because the Ti precursor was not completely decomposed. When growth temperature was increased to $550^{\circ}C$ and $670^{\circ}C$, the nanowire formation was also significantly suppressed. A vaporsolid (V-S) growth mechanism excluding a liquid phase appeared to control the nanowire formation. The $TiO_2$ nanowire growth seemed to be activated by carbon, which was supplied by decomposition of the Ti precursor. The $TiO_2$ nanowire density was increased with increased growth pressure in the range of 1.2 to 10 torr. In addition, the nanowire formation was enhanced by using Au and Pt catalysts, which seem to act as catalysts for oxidation. The nanowires consisted of well-aligned ~20-30 nm size rutile and anatase nanocrystallines. This MOCVD synthesis technique is unique and efficient to self-catalytically grow $TiO_2$ nanowires, which hold significant promise for various photocatalysis and solar cell applications.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.56.1-56.1
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• 2010

결정질 실리콘 태양전지의 표면 ARC(Anti-reflection Coating)layer는 반사도를 줄여 광 흡수율을 증가시키고, passivation 효과를 통하여 표면 재결합을 감소 시켜 태양전지의 효율을 높이는 중요한 역할을 한다. Silicon nitride 박막은 외부 stress 요인에 대해 안정성을 담보할 수 있어야한다. 따라서, 본 연구에서는 굴절률 가변에 따른 silicon nitride 박막을 PECVD를 이용하여 증착하고, 항온/항습 stability test를 통해 박막의 안정성을 확인하였다. Silicon nitride 증착을 위해 PECVD를 이용하였고, 공정압력 0.8Torr, 증착온도 $450^{\circ}C$, 증착파워 300W에서 실험을 진행하였다 박막의 굴절률은 1.9~2.3의 범위로 가변하였다. 항온/항습에 대한 신뢰성을 test 하기 위하여 5시간동안의 test를 1cycle로 하여 20회 동안 실험을 실시하였다. 증착된 silicon nitride 박막의 lifetime은 firing 이후 57.8us로 가장 높았으며, 항온/항습 test 이후에도 유사한 경향을 확인 할 수 있었다. 또한, 100h 동안의 항온/항습 test 결과 silicon nitride 박막의 lifetme 감소는 8.5%에 불과했다. 본 연구를 통하여 온도와 습도의 변화에 따른 결정질 실리콘 태양전지의 SiNx 박막의 증착 공정 조건에 대한 신뢰성을 확인 할 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1258_1259
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• 2009

염료감응형 태양전지 (dye-sensitized solar cell; DSC)는 경제성 한계에 달한 Si 태양전지를 대체할 수 있는 유력한 후보로서, 지금까지 많은 연구개발로 큰 효율향상을 기록했다. 다양한 연구 분야 중에서도, 투명전도성 막과 전해질 층간의 접촉으로 발생하는 전자의 재결합을 막기 위해 삽입하는 compact layer는 ZnO dip-coating, $TiCl_4$ dip-coating, Ti sputtering 등 다양한 제조방법이 제시되었다. 본 연구에서는 $TiCl_4$ 용액을 이용해 spin-coating 방법으로 $TiO_2$ compact layer를 제조하는 시도를 했다. 기존 dip-coating 방법과의 비교를 통해서 본 연구의 spin-coating 방법에 의한 효과를 확인한 결과, standard DSC 대비 33.4%, dip-coating 방법으로 compact layer를 삽입한 DSC 대비 6%의 효율 향상을 기록했다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.97.1-97.1
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• 2010

유연금속기판위에 DC 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 Ag/ZnO 이중구조의 후면반사막을 증착하고 Ag 표면조도 변화에 따른 후면반사막의 반사특성 변화와 플렉서블 비정질 실리콘 박막 태양전지의 셀 특성에 미치는 영향을 조사하였다. Substrate구조를 갖는 플렉서블 실리콘 박막 태양전지에서는 실리콘 박막 광흡수층의 상대적으로 낮은 광 흡수율로 인하여 입사광에 대한 태양전지 내에서의 광 산란 및 포획이 태양전지 효율을 증대시키는데 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 플렉서블 실리콘 박막 태양전지에서의 후면반사막은 광 흡수층에서 흡수되지 않는 입사광을 다시 반사시켜 광 흡수를 증대시키며 이때 후면반사막 표면에서 반사 빛을 효율적으로 산란시켜 이동경로를 증대시킴으로써 광 흡수율을 더욱 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 유연금속 기판위에 Ag와 ZnO:Al($Al_2O_3$ 2.5wt%) 타겟을 사용한 DC 마그네트론 스퍼터링법으로 Ag/AZO 이중구조의 후면반사막을 제조하고, Ag 박막의 표면형상 변화와 이에 따른 후면반사막의 반사도 변화를 비교, 분석하였다. 증착 조건 변화에 따른 표면 형상 및 반사 특성은 Atomic Force Mircroscope(AFM), Scanning electron miroscopy(SEM), UV-visible-nIR spectrometry를 통하여 분석하였다. 서로 다른 표면 거칠기를 갖는 후면반사막 위에 n-i-p구조의 a-Si:H 실리콘 박막 태양전지를 제조한 후 태양전지 동작 특성에 미치는 영향을 조사하였다. n,p층은 13.56MHz PECVD, i층은 60MHz VHF CVD를 사용하여 각각 제조 하였으며, Photo I-V, External Quantum Efficiency(EQE) 분석을 통하여 태양전지 특성을 조사 하였다. SEM 분석결과 공정 온도가 증가 할수록 Ag 박막의 표면 결정립 크기도 증가하였으며, AFM분석을 통한 Root-mean-square(Rms)값은 상온에서 $500^{\circ}C$로 증착온도가 증가함에 따라 6.62nm에서 46.64nm까지 증가하였다. Ag 박막의 표면 거칠기 증가에 따라 후면반 사막의 확산 반사도도 함께 증가하였다. 공정온도 $500^{\circ}C$에서 증착된 후면반사막을 사용하여 a-Si:H 태양전지를 제조하였을 때 상온에서 제조한 후면반사막에 비하여 단락전류밀도 (Jsc)값은 9.94mA/$cm^2$에서 13.36mA/$cm^2$로 증가하였으며, 7.6%의 가장 높은 태양전지 효율을 나타내었다.

• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.11 no.6
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• pp.525-529
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• 2017

As a photoconductive material with a high X-ray sensitivity, many researches about mercury iodide has been carried out to substitute for amorphous selenium. However, it has many limitations in commercialization because of the high leakage current. In this study, we fabricated $HgI_2$ unit-cells with mixed silicon oxide($SiO_2$) and titanium oxide($TiO_2$) to reduce a high leakage current and we evaluated an electrical properties of the fabricated unit-cells. As a result, we confirmed that both mixtures were effective in reduing the leakage current of the $HgI_2$ and x-ray sensitivity were significantly increased in fabricated $HgI_2-TiO_2$ unit-cell.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.89-89
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• 2009

높은 소수반송자 수명(life-time)을 가지는 고품위 실리콘 기판은 고효율 실리콘 이종접합 태양전지 제작을 위한 중요 요소 기술 중 하나이다. 본 연구에서는 n-type c-Si 기판을 이용한 고효율 실리콘 이종접합 태양전지제작을 위해 hot water oxidation(HWO) 공정을 이용하여 고품위 실리콘 기판을 제작하였다. 실리콘 기판의 특성 분석은 Qusi-steady state photoconductance (QSSPC)를 이용하여 소수반송자 수명을 측정하였으며, 기판의 면저항 및 wetting angle을 측정하여 공정에 따른 특성변화를 분석하였다. Saw damage etching 된 기판을 웨이퍼 표면으로부터 particle, 금속 불순물, 유기물 등의 오염을 제거하기 위해 $60{\sim}85^{\circ}C$로 가열된 Ammonia수, 과산화수소수($NH_4OH/H_2O_2/H_2O$), 염산 과산화수소수($HCL/H_2O_2/H_2O$) 및 실온 희석불산(DHF) 중에 기판을 각각 10분 정도씩 침적하여, 각각의 약액 처리 후에 매회 10분 정도씩 순수(DI water)에서 rinse하여 RCA 세정을 진행한 후 HWO 공정을 통해 기판 표면에 얇은 산화막 을 형성시켜 패시베이션 해주었다. HF를 이용하여 자연산화막을 제거시 HWO 공정을 거친 기판은 매끄러운 표면과 패시베이션 영향으로 기판의 소수 반송자 수명이 증가하며, 태양전지 제작시 접촉저항을 감소시켜 효율을 증가 시킬수 있다. HWO 공정은 반응조 안의 DI water 온도와 반응 시간에 따라 life-time을 측정하여 진행하였으며, 이후 PE-CVD법으로 증착된 a-Si:H layer 및 투명전도 산화막, 금속전극을 증착하여 실리콘 이종접합 태양전지를 제작하였다.

• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.40 no.4
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• pp.13-22
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• 2020

As the supply of photovoltaic (PV) increases worldwide, the cumulative installations in 2018 were 7.9 and 560 GW in Korea and the world, respectively. Typically, when the ground on commercial PV modules is installed, the area is limited; hence, new designs of PV modules are required to install additional PVs. Among the new design of PV modules, lightweight PV modules can be utilized in PV systems, such as buildings, farmlands, and floating PV. Concerning the investigation of lightweight PV modules, several studies on materials for replacing low-iron tempered glass, which comprises approximately 65% of the PV module weight, have been conducted. However, materials that are used as substitutes for glass should possess similar lightweight properties and reliability as glass. In this study, experimental tests were performed to evaluate the applicability of ethylene tetrafluoroethylene (ETFE) film with excellent resistance to water and aging as a front material of PV modules. The transmittance and ultraviolet properties of the ETFE film were determined and compared with those of glass. A 1-cell module and laboratory-scale 24-cell module were manufactured using the ETFE film and glass, and the electrical output was measured and analyzed. Furthermore, damp heat and thermal cycle tests were conducted to evaluate the reliability of the ETFE film module. Based on the experimental results, the electrical output and reliability of the ETFE film module were similar to those of the glass module, and the ETFE film could be used as the front material of PV modules.