• Advances in Energy Research
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• 제2권2호
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• pp.97-104
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• 2014

A co-spray deposition technique has been developed to bypass a fundamental limitation in the conventional spray deposition technique, i.e., the deposition of metal oxides from incompatible precursors in the starting solution. With this technique, ZnO films codoped with F and Al have been successfully synthesized, in which F is incompatible with Al. Two starting solutions were prepared and co-sprayed through two separate spray heads. One solution contained only the F precursor, $NH_4F$. The second solution contained the Zn and Al precursors, $Zn(O_2CCH_3)_2$ and $AlCl_3$. The deposition was carried out at $500^{\circ}C$ on soda-lime glass in air. A minimum sheet resistance, $55.4{\Omega}/{\square}$, was obtained for Al and F codoped ZnO films after vacuum annealing at $400^{\circ}C$, which was lower than singly-doped ZnO with either Al or F. The transmittance for the codoped ZnO samples was above 90% in the visible range. This co-spray deposition technique provides a simple and cost-effective way to synthesize metal oxides from incompatible precursors with improved properties for photovoltaic applications.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.71.2-71.2
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• 2010

CIS(CuInSe2)계 화합물 태양전지는 높은 광흡수계수와 열적 안정성으로 고효율의 태양전지 제조가 가능하여 화합물 태양전지용 광흡수층으로서 매우 이상적이다. 또한 In 일부를 Ga으로 치환하여 밴드갭을 조절할 수 있는 장점이 있다. 미국 NREL에서는 Co-evaporation 방법을 이용해 20%의 에너지 변환 효율을 달성하였다고 보고된바가 있다. 본 연구에서는 미국의 NREL과 같은 3 stage 방식을 이용하여 광흡수층을 제조하고자 한다. 본 실험에서는 Se 증기압을 각각 $200^{\circ}C$, $230^{\circ}C$, $240^{\circ}C$, $245^{\circ}C$로 달리 하며 실험을 실시하였다. 이때 1st stage의 시간은 15분으로 고정하였으며 기판온도는 약 $250^{\circ}C$로 고정 하였다. 2nd stage는 실시간 온도 감지 장치를 이용하여 Cu와 In+Ga의 조성비가 1:1이 되는 시간을 기준으로 Cu의 조성을 30%더 높게 조절하였으며 기판 온도는 약 $520^{\circ}C$로 고정 후 실험을 실시하였다. 3rd stage의 경우 Cu poor 조성으로 조절하기 위해 모든 조건을 10분으로 고정 후 실험을 실시하였다. 각각의 Se 증기압에 따른 물리적, 전기적 특성을 알아보기 위해 FE-SEM, EDS, XRD 분석을 실시하였다. 본 연구에서 기판은 Na이 첨가되어있는 soda-lime glass를 사용 하였으며 후면 전극으로 약60nm 두께의 Mo를 DC Sputtering 방법을 이용해 증착 하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.101.1-101.1
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• 2010

$Cu(InGa)Se_2$ (CIGS) 태양전지는 박막형 태양전지 중 가장 높은 에너지 변환 효율이 보고 되고 있다. CIGS 태양전지를 제조하는 방법은 3 단계 동시 증착법, 금속 전구체의 셀렌화 공정법, 전기 증착법 등이 있다. 이 중 금속 전구체의 셀렌화 공정법은 다른 제조 방법에 비해 대면적 생산에 유리하고, 비교적 공정 과정이 간단하다는 장점이 있다. 하지만 금속 전구체의 미세구조 및 제조 방법, 셀렌화 공정의 최적화에 대한 연구가 부족하다. 본 실험에서는 후면전극으로 사용되는 Mo 층이 증착된 소다회 유리(soda-lime glass)를 기판으로 사용하였다. Cu-In(4:6), Cu-Ga(6:4) 타겟을 DC 스퍼터링 시스템을 이용하여 금속 전구체를 증착하였다. 이 후 미국 Delawere 대학교의 IEC 연구소와 한국전자통신연구원 (ETRI)에서 금속 전구체의 셀렌화 공정을 진행하였다. 셀렌화 공정 전후의 금속 전구체의 결정 크기와 미세구조의 변화를 관찰하기 위하여 주사전자현미경 (SEM)과 X선 회절 분석기 (XRD)를 사용하였다. 센렌화 공정이 진행된 금속 전구체 위에 버퍼층으로 사용되는 CdS와 전면전극으로 사영되는 ZnO, ITO 층을 합성한 후 에너지 변환 효율을 측정하였다. 최고 효율은 9.7%로 관찰되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.62.1-62.1
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• 2010

CIS(CuInSe2)계 화합물 태양전지는 높은 광흡수계수와 열적 안정성 및 조성 조절을 통한 밴드갭 조절이 용이해 고효율 박막 태양전지로 각광 받고 있다. 또한 CIGS 태양전지는 기존의 유리기판 대신 유연한 기판을 사용해 flexible 태양전지 제조가 가능하다. 이러한 유연기판은 보통 stainless steel과 같은 금속 기판이 많이 사용되는데 기존의 soda-lime glass 기판과는 달리 금속기판에는 Na이 첨가되어 있지 않아 별도의 Na첨가를 필요로 한다. Na은 CIGS 흡수층의 조성조절을 용이하게 하여 태양전지의 변환 효율을 향상시키는 역할을 한다. 본 연구에서 기판은 Na이 첨가되어있지 않은 corning glass를 사용 하였으며 NaF를 이용해 Mo가 증착된 기판에 NaF의 두께를 달리하며 증착해 CIGS 흡수층의 grain 사이즈를 비교 하였으며 그 후 태양전지 소자를 제조해 광전특성을 분석하였다. 후면 전극으로 약60nm 두께의 Mo를 DC Sputtering 방법을 이용해 증착 하였다. buffer층으로는 약 50nm의 CdS층을 CBD방법을 이용하여 제조 하였으며 TCO 층으로 약 50nm의 i-ZnO와 약 450nm의 Al-ZnO를 RF Sputtering방법으로 증착 하였다. 마지막으로 앞면 전극으로 약 $1{\mu}m$의 Al을 Thermal Evaporation방법으로 증착하였다. 태양전지 소자의 면적은 $0.49cm^2$로 효율을 비교 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권6호
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• pp.1903-1912
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• 1996

A quantitative study of impact damage of a soda-lime glass was carried out. An initiation and a propagation of cracks by the impact of two inds of steel ball was investigated. The fron, side and rear view of cracks were observed by a stereo-microscope. And the lowering of the benidng strength due to the impact of steel balls was examined through the 4-point bending test. A transparent glass is very helpful to understand and analyze the impact damage behavior of another brittle matereial. A deagdram about crack patterns according to the threshold impact velocity was sketched. A ring crack and a cone crack were formed at the low impact velocity. And as the impact velocity was higher, initial lateral crack was generated on the slanting surface of cone crack, and radial cracks were generated from the outermost ring crack. When the impact velocity of steel balls exceed a critical velocity, the contact site of specimens were crushed. According to the propagation of a cone crack, a rapid strength degradation occurred. In the specimen having crushed region, a bending strength was converged to a constant value instead of strength degradation.

• 한국레이저가공학회지
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• 제16권1호
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• pp.5-9
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• 2013

We have successfully formed filament inside of a transparent soda-lime glass using a Ti:sapphire based femtosecond laser. To make filament form, keeping the laser intensity higher than critical intensity is essential. Also each of the machining parameters plays an important role for the formation of filament. In this paper, we study what parameter can possibly influence for formation of filament, and we introduce an application using filamentation by femtosecond laser for transparent material.

• 한국재료학회지
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• 제23권9호
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• pp.495-500
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• 2013

Mo-based thin films are frequently used as back electrode materials because of their low resistivity and high crystallinity in CIGS chalcopyrite solar cells. Mo:Na/Mo bilayer thin films with $1{\mu}m$ thickness were deposited on soda lime glass by varying the thickness of each layer using dc-magnetron sputtering. The effects of the Mo:Na layer on morphology and electrical property in terms of resistivity were systematically investigated. The resistivity increased from $159{\mu}{\Omega}cm$ to $944{\mu}{\Omega}cm$; this seemed to be caused by increased surface defects and low crystallinity as the thickness of Mo:Na layer increased from 100 nm to 500 nm. The surface morphologies of the Mo thin films changed from a somewhat coarse fibrous structures to irregular and fine celled structures with increased surface cracks along the cell boundaries as the thickness of Mo:Na layer increased. Na contents varied drastically from 0.03 % to 0.52 % according to the variation of Mo:Na layer thickness. The change in Na content may be ascribed to changes in surface morphology and crystallinity of the thin films.

• 한국재료학회지
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• 제28권10호
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• pp.564-569
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• 2018

$Cu_2ZnSn(S,Se)_4$ (CZTSSe) films were prepared on Mo coated soda lime glass substrates by sulfo-selenization of sputtered stacked Zn-Sn-Cu(CZT) precursor films. The precursor was dried in a capped state with aqueous NaOH solution. The CZT precursor films were sulfo-selenized in the S + Se vapor atmosphere. Sodium was doped during the sulfo-selenization treatment. The effect of sodium doping on the structural and electrical properties of the CZTSSe thin films were studied using FE-SEM(field-emission scanning electron microscopy), XRD(X-ray diffraction), XRF(X-ray fluorescence spectroscopy), dark current, SIMS(secondary ion mass spectrometry), conversion efficiency. The XRD, XRF, FE-SEM, Dark current, SIMS and cell efficiency results indicated that the properties of sulfo-selenized CZTSSe thin films were strongly related to the sodium doping. Further detailed analysis and discussion for effect of sodium doping on the properties CZTSSe thin films will be discussed.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제30권11호
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• pp.740-744
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• 2017

Herein we studied the electrical and optical properties of indium tin oxide ITO/Ag/ITO multilayer thin films for application in transparent conducting electrodes. The ITO and Ag thin films were deposited onto soda lime glass (SLG) using radiofrequency and DC-sputtering methods, respectively. The as-synthesized ITO/Ag/ITO multilayer thin films were analyzed using 4-point probe, UV-Visible spectroscopy, and Hall measurement. We observed a rapid increase in electron concentration with increasing Ag thickness. However, electron mobility decreased with increasing Ag thickness. Finally, ITO/Ag/ITO multilayer thin films showed a characteristic low sheet resistance of $18{\Omega}/sq$ and high optical transmittance value (80%) with variation of Ag thickness (5~10 nm).

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제30권11호
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• pp.734-739
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• 2017

We prepared $SnS_x$ thin films on both soda-lime glass (SLG) and molybdenum(Mo)/SLG substrates by a two-step process using a Sn precursor followed by sulfur reaction in rapid thermal annealing (RTA) at different sulfurization temperatures ($Ts=200^{\circ}C$, $230^{\circ}C$, $250^{\circ}C$, and $300^{\circ}C$) and annealing times ($t_s=10min$ and 30 min). The single SnS phase was dominant for $200^{\circ}C{\leq}T_s$<$250^{\circ}C$, while an additional phase of $SnS_2$ was appeared at $T_s{\geq}250^{\circ}C$ alongside SnS. The SnS grains in all the samples showed strong growth along the preferred [040] direction. The band-gap energy ($E_g$) of the films was estimated to be 1.24 eV.