• 제목/요약/키워드: pn junction

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CIGS 박막 태양전지의 열처리 효과에 대한 전기-광학적 분석

  • 서한규;윤주헌;김종근;윤관희;옥은아;김원목;박종극;백영준;성태연;정증현
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.398-398
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    • 2011
  • CIGS/CdS/i-ZnO의 hetero junction으로 구성된 CIGS 태양전지는 적색광 광전류-전압 곡선특성이 백색광 곡선에 비해 크게 왜곡된다. 이는 CdS층의 광흡수에 따른 광전도도의 변화가 pn junction의 에너지밴드구조를 변화시키기 때문으로 알려져 있고, 그 정도는 CdS의 deep level acceptor 트랩의 존재와 같은 CdS 박막의 특성과 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다. 따라서, 백색광과 적색광에 의한 광전류-전압 특성의 차이로부터 CdS 및 CdS/CIGS 계면의 전기, 전자적특성을 평가할 수 있을 것으로 기대된다. 특히, 백색광에 비해 적색광에서는 온도가 내려갈수록 광전류-전압의 왜곡이 훨씬 심해지는 것을 확인하였다. 이러한 왜곡현상은 광세기에 의한 영향은 거의 없고, 백색광과 적색광의 광스펙트럼의 변화에 의해 나타났으며, CdS의 blue photon 흡수 여부와 관련이 있는 것으로 판단된다. CIGS 태양전지는 CdS 증착을 전후로 한 열처리가 광전압을 향상시키는 것으로 알려져 있으므로, 본 연구에서는 그러한 열처리에 의한 CdS/CIGS 계면의 특성 변화를 백색광, 적색광에 의한 저온 광전류-전압 특성 측정을 통하여 분석하였다. 열처리는 CdS를 증착한 후 $100^{\circ}C$ 부터 $250^{\circ}C$ 까지 $50^{\circ}C$ 간격으로 진행하였고, 전류-전압 특성은 100K 부터 300K 까지 10K 간격으로 측정하였다. 백색광, 적색광 저온 광전류-전압 특성의 변화를 열처리에 다른 태양전지 셀효율과 비교 분석하였다.

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전압제어형 PIN 다이오드 감쇄기 설계를 위한 새로운 PIN 다이오드 모델 (A New PIN Diode Model for Voltage-Controlled PIN Diode Attenuator Design)

  • 장병준;염인복;이성팔
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.127-132
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    • 2003
  • 본 연구에서는 전압제어형 PIN 다이오드 감쇄기에 사용될 수 있는 새로운 PIN 다이오드 모델을 제안하였다. 종래의 PIN 다이오드 모델의 문제점인 DC해석과 전압/감쇄 특성의 오류의 원인을 분석하였고 분석된 결과를 바탕으로 종래 모델의 문제점을 해결할 수 있는 새로운 PIN 다이오드 모델을 제시하였다. 제시된 모델은 간단한 구성으로 상용 시뮬레이터에 쉽게 삽입되어질 수 장점이 있다. 모델의 유용성을 검증하기 위하여 전압제어형 감쇄기를 설계하여 DC특성과 입력전압에 따른 감쇄특성을 실험한 결과 제시된 모델이 종래 모델이 갖는 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라 전압제어형 감쇄기를 정확하게 설계할 수 있음을 확인하였다. 본 논문에서 제시된 모델은 PIN 다이오드를 이용한 다양한 초고주파 회로 설계시 적용되어질 수 있을 것으로 사료된다.

New Approach for Transient Radiation SPICE Model of CMOS Circuit

  • Jeong, Sang-Hun;Lee, Nam-Ho;Lee, Jong-Yeol;Cho, Seong-Ik
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제8권5호
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    • pp.1182-1187
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    • 2013
  • Transient radiation is emitted during a nuclear explosion and causes fatal errors as upset and latch-up in CMOS circuits. This paper proposes the transient radiation SPICE models of NMOS, PMOS, and INVERTER based on the transient radiation analysis using TCAD (Technology Computer Aided Design). To make the SPICE model of a CMOS circuit, the photocurrent in the PN junction of NMOS and PMOS was replaced as current source, and a latch-up phenomenon in the inverter was applied using a parasitic thyristor. As an example, the proposed transient radiation SPICE model was applied to a CMOS NAND circuit. The CMOS NAND circuit was simulated by SPICE and TCAD using the 0.18um CMOS process model parameter. The simulated results show that the SPICE results were similar to the TCAD simulation and the test results of commercial CMOS NAND IC. The simulation time was reduced by 120 times compared to the TCAD simulation.

SOD 온도 가변을 이용한 결정질 태양전지 특성 연구 (A study on property of crystalline silicon solar cell for variable annealing temperature of SOD)

  • 송규완;장주연;이준신
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.124.1-124.1
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    • 2011
  • 결정질 태양전지에서 도핑(Doping)은 반도체(Semiconductor)의 PN 접합(Junction)을 형성하는 중요한 역할을 한다. 도핑은 반도체에 불순물(Dopant)을 주입하는 공정으로 고온에서 진행되며 온도는 중요한 변수(Parameter)로 작용한다. 본 연구에서는 여러 가지 도핑 방법 중 SOD(Spin-On Dopant)를 이용하여 온도에 따른 도핑 결과와 특성을 분석 하였다. P-type 웨이퍼(Wafer)에 SOD를 이용하여 불순물을 증착 후 Hot-plate에서 15분간 Baking 하였다. Baking된 웨이퍼는 노(Furnace)에 넣고 $860^{\circ}C{\sim}880^{\circ}C$까지 $10^{\circ}C$씩 가변하였다. 각각의 조건에 대해 Lifetime과 Sheet Resistance을 측정하였고, 그 결과 $880^{\circ}C$에서의 Lifetime이 $23.58{\mu}s$$860^{\circ}C$에 비해 235.8% 증가하여 가장 우수 하였으며, Sheet Resistance 또한 $68{\Omega}$/sq로 $860^{\circ}C$에서 가장 우수하게 측정되었다. SOD의 속도 가변에 따른 특성 변화를 보기 위해 온도는 $880^{\circ}C$에 고정한 후 속도를 3000rpm~4500rpm까지 500rpm간격으로 1시간동안 실험한 결과 rpm 속도에 따른 lifetime 변화는 거의 없었으며, Sheet Resistance는 3000rpm에서 $63{\Omega}$/sq로 가장 우수 하였다. 본 연구를 통해 온도와 Spin rpm에 따른 특성을 확인한 결과 온도가 높을 때 Sheet Resistance가 가장 안정화 되며, lifetime이 더욱 우수한 것을 확인할 수 있었다.

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태양전지의 실리콘 표면과 Fill Factor, 개방전압, 단락전류에 관한 연구 (Study on the Fill Factor, Open Voltage, Short Current and Si Surface on Si-Solar Cell)

  • 오데레사
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권6호
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    • pp.2735-2738
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    • 2011
  • 본 실리콘 태양전지 셀을 제작하는데 있어서, 기판 표면에서의 광 흡수를 증가시키기 위한 texturing은 KOH+IPA+DI $H_2O$를 혼합한 에칭용액의 온도를 80도로 유지하면서 1~40분 동안 에칭시간을 각각 다르게 하고 태양전지 시료를 제작하였다. 셀의 특성분석은 SEM과 I-V 특성곡선을 이용하였으며, 실리콘 태양전지 셀의 효율과 texturing에 의한 표면 거칠기 사이의 상관성을 조사한 결과, Texturing이 표면 전체적으로 고르게 이루어진 샘플에서 효율이 높게 나타났다. 에칭이 과도하게 일어난 샘플에서는 효율이 오히려 감소하였다.

In-situ SiN 박막을 이용하여 성장한 GaN 박막 및 LED 소자 특성 연구 (A Study of Properties of GaN and LED Grown using In-situ SiN Mask)

  • 김덕규;유인성;박춘배
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제18권10호
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    • pp.945-949
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    • 2005
  • We have grown GaN layers with in-situ SiN mask by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) and study the physical properties of the GaN layer. We have also fabricate PN junction light emitting diode (LED) to investigate the effect of the SiN mask on its optical property By inserting a SiN mask, (102) the full width at half maximum (FWHM) decreased from 480 arcsec to 409 arcsec and threading dislocation (TD) density decreased from $3.21{\times}10^9\;cm^{-2}$ to $9.7{\times}10^8\;cm^{-2}$. The output power of the LED with a SiN mask increased from 198 mcd to 392 mcd at 20 mA. We have thus shown that the SiN mask improved significantly the physical and optical properties of the GaN layer.

고온용 실리콘 홀 센서의 제작 (Fabrication of a Silicon Hall Sensor for High-temperature Applications)

  • 정귀상;류지구
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제13권6호
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    • pp.514-519
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    • 2000
  • This paper describes on the temperature characteristics of a SDB(silicon-wafer direct bonding) SOI(silicon-on-insulator) Hall sensor. Using the buried oxide $SiO_2$as a dielectrical isolation layer a SDB SOI Hall sensor without pn junction has been fabricated on the Si/ $SiO_2$/Si structure. The Hall voltage and the sensitivity of the implemented SOI Hall sensor show good linearity with respect to the applied magnetic flux density and supplied current. In the temperature range of 25 to 30$0^{\circ}C$ the shifts of TCO(temperature coefficient of the offset voltage) and TCS(temperature coefficient of the product sensitivity) are less than $\pm$6.7$\times$10$_{-3}$ and $\pm$8.2$\times$10$_{-4}$$^{\circ}C$ respectively. These results indicate that the SDB SOI structure has potential for the development of a silicon Hall sensor with a high-sensitivity and high-temperature operation.

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양성자 주입 기술을 이용한 초고속 회복 다이오드의 제작 (Fabrication of Ultra Fast Recovery Diodes using Proton Irradiation Technique)

  • 이강희;김병길;이용현;백종무;이재성;배영호
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제17권12호
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    • pp.1308-1313
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    • 2004
  • Proton irradiation technology was used for the improvement of power diode switching characteristics. Proton irradiation was carried out at the energies of 2.32 MeV, 2.55 MeV, 2.97 MeV so that the projection range of irradiated proton would be at the metallurgical junction, depletion region and neutral region of pn diode, respectively. Dose conditions were varied into three conditions of 1${\times}$10$^{11}$ cm$^{-2}$ , 1${\times}$10$^{12}$ cm$^{-2}$ , 1${\times}$10$^{13}$ cm$^{-2}$ at each condition of energies. Characterization of the device was performed by I-V(current-voltage), C-V(capacitance-voltage) and trr(reverse recovery time) measurement. At the optimum condition of irradiation, the reverse recovery time of device has been reduced about 1/5 compared to that of original un-irradiated device.

고온용 실리콘 홀 센서의 제작 (Fabrication of a Silicon Hall Sensor for High-temperature Applications)

  • 정귀상;류지구
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 영호남학술대회 논문집
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    • pp.29-33
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    • 2000
  • This paper describes on the temperature characteristics of a SDB(silicon-wafer direct bonding) SOI(silicon-on-insulator) Hall sensor. Using the buried oxide $SiO_2$ as a dielectrical isolation layer, a SDB SOI Hall sensor without pn junction isolation has been fabricated on the Si/$SiO_2$/Si structure. The Hall voltage and the sensitivity of the implemented SOI Hall sensor show good linearity with respect to the applied magnetic flux density and supplied current. In the temperature range of 25 to $300^{\circ}C$, the shifts of TCO(temperature coefficient of the offset voltage) and TCS(temperature coefficient of the product sensitivity) are less than ${\pm}6.7{\times}10^{-3}/^{\circ}C$ and ${\pm}8.2{\times}10^{-4}/^{\circ}C$, respectively. These results indicate that the SDB SOI structure has potential for the development of a silicon Hall sensor with a high-sensitivity and high-temperature operation.

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이미지 센서의 최근 기술 동향과 향후 전망 (Recent Technology Trends and Future Prospects for Image Sensor)

  • 박상식;신범재;우형수
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.1-10
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    • 2020
  • The technology and market size of image sensors continue to develop thanks to the release of image sensors that exceed 100 million pixels in 2019 and expansion of black box camera markets for vehicles in addition to existing mobile applications. We review the technology flow of image sensors that have been constantly evolving for 40 years since Hitachi launched a 200,000-pixel image sensor in 1979. Although CCD has made inroads into image sensor market for a while based on good picture quality, CMOS image sensor (CIS) with active pixels has made inroads into the market as semiconductor technology continues to develop, since the electrons generated by the incident light are converted to the electric signals in the pixel, and the power consumption is low. CIS image sensors with superior characteristics such as high resolution, high sensitivity, low power consumption, low noise and vivid color continue to be released as the new technologies are incorporated. At present, new types of structures such as Backside Illumination and Isolation Cell have been adopted, with better sensitivity and high S/N ratio. In the future, new photoconductive materials are expected to be adopted as a light absorption part in place of the pn junction.