• 제목/요약/키워드: solar cell application

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산화물 나노튜브 구조체 제작 방법 및 그 응용 (Nanotubular Structures of Oxides and Their Applications)

  • 유현준;배창득;김현철;윤영진;김명준;신현정
    • 한국진공학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.105-113
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    • 2010
  • 일차원 나노튜브는 구조는 높은 비표면적, 내부의 빈 공간 및 특유의 물리적 특징을 제공한다. 1차원 산화물 나노튜브 구조물의 합성 방법에 따라 나누어 정리하여 논의하였다. 나노 기판을 이용한 나노튜브 합성은 고른 물리적 구조를 가지는 나노튜브를 대량으로 합성하는데 있어서 이상적인 방법으로서 기판의 형태를 상대적으로 용의하게 조절함으로써 1차원 나노튜브 구조물의 특성을 극대화하였다. 극대화된 특성을 이용한 여러 응용 분야에 대한 연구를 정리하여 제시하였다.

박막트랜지스터 응용을 위한 고온 결정화된 다결정실리콘의 특성평가 (The Characteristics of High Temperature Crystallized Poly-Si for Thin Film Transistor Application)

  • 김도영;심명석;서창기;이준신
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제53권5호
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    • pp.237-241
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    • 2004
  • Amorphous silicon (a-Si) films are used in a broad range of solar cell, flat panel display, and sensor. Because of the greater ease of deposition and lower processing temperature, thin films are widely used for thin film transistors (TFTs). However, they have lower stability under the exposure of visible light and because of their low field effect mobility ($\mu$$_{FE}$ ) , less than 1 c $m^2$/Vs, they require a driving IC in the external circuits. On the other hand, polycrystalline silicon (poly-Si) thin films have superiority in $\mu$$_{FE}$ and optical stability in comparison to a-Si film. Many researches have been done to obtain high performance poly-Si because conventional methods such as excimer laser annealing, solid phase crystallization and metal induced crystallization have several difficulties to crystallize. In this paper, a new crystallization process using a molybdenum substrate has been proposed. As we use a flexible substrate, high temperature treatment and roll-to-roll process are possible. We have used a high temperature process above 75$0^{\circ}C$ to obtain poly-Si films on molybdenum substrates by a rapid thermal annealing (RTA) of the amorphous silicon (a-Si) layers. The properties of high temperature crystallized poly-Si studied, and poly-Si has been used for the fabrication of TFT. By this method, we are able to achieve high crystal volume fraction as well as high field effect mobility.

$H_2$ plasma resistant Al-doped zinc oxide transparent conducting oxide for a-Si thin film solar cell application

  • 유하나;임용환;이종호;최범호
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.177-177
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    • 2010
  • 고효율 비정질 실리콘 박막 태양전지 제작을 위해서는 광파장대에서 optical confinement 능력을 최대화할 수 있는 기술이 필수적이다. 효율적인 photon trapping을 위해서는 back reflector를 사용하거나 전면전극인 투명전도성막의 표면에 요철을 형성하여 포획된 태양광의 내부 반사를 증가시키거나 전면 투명전극에서 반사를 감소시켜 태양광의 travel length를 증가시키는 방법이 일반적이며, 이를 통해 흡수층의 효율을 최대화할 수 있다. 이 중 전면전극으로 사용되는 투명전도성막은 불소가 도핑된 tin-oxide가 주로 사용되었으나, 최근 들어 Al이 도핑된 산화아연막을 이용한 비정질 실리콘 박막 태양전지 개발에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 투명전극 증착후 표면의 유효면적을 증가시키기 위해 염산 용액을 이용하여 표면 텍스쳐링을 수행한다. 그후 흡수층인 p-i-n 층을 플라즈마 화학기상증착법을 이용하여 형성하는 것이 일반적이다. 이때 표면처리 된 투명전극은 수소플라즈마에 대해 특성이 변하지 않아야 고효율 비정질 실리콘 박막 태양전지 제조에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 표면처리 된 AZO 투명전극의 수소플라즈마에 의한 특성 변화에 대해 고찰하였다. 먼저 AZO 투명전극은 스퍼터링 공정을 적용하여 $1\;{\mu}m$두께로 증착하였고, 0.5 wt%의 HCl 용액을 이용하여 습식 식각을 수행하였다. 수소플라즈마 처리 조건은 $H_2$ flow rate 30 sccm, working pressure 20 mtorr, RF power 300 W, Temp $60^{\circ}C$ 이며 3분간 진행하였다. 표면형상은 수소플라즈마 전 후에는 큰 차이를 보이지 않았으며 AZO의 grain size는 각각 220 nm, 210 nm로 관찰되었다. 투명전극의 가장 중요한 특성인 가시광선 영역에서의 투과도는 수소플라즈마 처리전에는 90 % 이상의 투과도를 보였으나, 수소플라즈마 처리 후에는 85 %로 약간 저하된 특성을 보였다. 그러나 이는 박막 태양전지용 전면전극으로 사용하기 위한 투과도인 80 % 이상을 만족하는 결과로, 비정질 박막 실리콘 태양전지 제작에 사용될 수 있다. 또 하나의 중요한 특성인 Haze factor 역시 수소플라즈마 처리 전 후 모두 10 이상의 값을 나타냈다. 하지만 고효율 실리콘 박막 태양전지에 적용하기 위해서는 Haze factor를 증가시키는 공정 개발에 대한 추가 연구가 필요하다.

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대기압 플라즈마의 선택적 도핑 공정에서 온도에 의한 인(Phosphorus)의 확산연구 (Study of the Diffusion of Phosphorus Dependent on Temperatures for Selective Emitter Doping Process of Atmospheric Pressure Plasma)

  • 김상훈;윤명수;박종인;구제환;김인태;최은하;조광섭;권기청
    • 한국표면공학회지
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    • 제47권5호
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    • pp.227-232
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    • 2014
  • In this study, we propose the application of doping process technology for atmospheric pressure plasma. The plasma treatment means the wafer is warmed via resistance heating from current paths. These paths are induced by the surface charge density in the presence of illuminating Argon atmospheric plasmas. Furthermore, it is investigated on the high-concentration doping to a selective partial region in P type solar cell wafer. It is identified that diffusion of impurities is related to the wafer temperature. For the fixed plasma treatment time, plasma currents were set with 40, 70, 120 mA. For the processing time, IR(Infra-Red) images are analyzed via a camera dependent on the temperature of the P type wafer. Phosphorus concentrations are also analyzed through SIMS profiles from doped wafer. According to the analysis for doping process, as applied plasma currents increase, so the doping depth becomes deeper. As the junction depth is deeper, so the surface resistance is to be lowered. In addition, the surface charge density has a tendency inversely proportional to the initial phosphorus concentration. Overall, when the plasma current increases, then it becomes higher temperatures in wafer. It is shown that the diffusion of the impurity is critically dependent on the temperature of wafers.

Effect of Pre-annealing on the Formation of Cu2ZnSn(S,Se)4 Thin Films from a Se-containing Cu/SnSe2/ZnSe2 Precursor

  • Ko, Young Min;Kim, Sung Tae;Ko, Jae Hyuck;Ahn, Byung Tae;Chalapathy, R.B.V.
    • Current Photovoltaic Research
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    • 제10권2호
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    • pp.39-48
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    • 2022
  • A Se-containing Cu/SnSe2/ZnSe precursor was employed to introduce S to the precursor to form Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe) film. The morphology of CZTSSe films strongly varied with two different pre-annealing environments: S and N2. The CZTSSe film with S pre-annealing showed a dense morphology with a smooth surface, while that with N2 pre-annealing showed a porous film with a plate-shaped grains on the surface. CuS and Cu2Sn(S,Se)3 phases formed during the S pre-annealing stage, while SnSe and Cu2SnSe3 phases formed during the N2 pre-annealing stage. The SnSe phase formed during N2 pre-annealing generated SnS2 phase that had plate shape and severely aggravated the morphology of CZTSSe film. The power conversion efficiency of the CZTSSe solar cell with S pre-annealing was low (1.9%) due to existence of Zn(S.Se) layer between CZTSSe and Mo substrate. The results indicated that S pre-annealing of the precursor was a promising method to achieve a good morphology for large area application.

Photoprotection by Topical DNA Repair Enzymes

  • Yarosh, Daniel B.
    • Journal of Photoscience
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    • 제9권2호
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    • pp.186-189
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    • 2002
  • Many of the adverse effects of solar UV exposure appear to be directly attributable to damage to epidermal DNA. In particular, cyclobutane pyrimidine dimers (CPD) may initiate mutagenic changes as well as induce signal transduction responses that lead to a loss of skin immune surveillance and micro-destruction of skin structure. Our approach is to reverse the DNA damage using prokaryotic DNA repair enzymes delivered into skin using specially engineered liposomes. T4 endonuclease V encapsulated in liposomes (T4N5 liposome lotion) enhanced DNA repair by shifting repair of CPD from the nucleotide excision to the base excision repair pathway. Following topical application to humans, increased repair limited UV-induction of cytokines, many of which are immunosuppressive. In a recent clinical study, topical treatment of UV-irradiated human skin with T4N5 liposome lotion reduced the suppression of the nickel sulfate contact hypersensitivity response. Similarly, the photoreactivating enzyme enhances repair by directly reversing CPDs after absorbing activating light. Here also treatment of UV-irradiated human skin with photoreactivating enzyme in liposomes and photoreactivating light restored the response to the contact allergen nickel sulfate. These findings confirm in humans the observation in mice that UV induced suppression of contact hypersensitivity is caused in part by CPDs. We have tested the ability of T4N5 liposome lotion to prevent UV-induced skin cancer in patients with xeroderma pigmentosum (XP), who have an elevated incidence of skin cancer resulting from a genetic defect in DNA repair. Daily use of the lotion for one year in a group of 20 XP patients reduced the average number of actinic keratoses by 68% and basal cell cancers by 30% compared to 9 patients in the placebo control group. Delivery of DNA repair enzymes to skin is a promising new approach to photoprotection.

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피부 섬유아세포에서 광자극의 효과 (The Effect of Photomodulation in Human Dermal Fibroblasts)

  • 김미나;곽택종;강내규;이상화;박선규;이천구
    • 대한화장품학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.325-331
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    • 2015
  • 피부는 낮 동안 태양빛과 인공 빛에 끊임없이 노출되어 있으며, 그중 5%는 UV 영역, 50%는 가시광선, 나머지 45%는 적외선 영역으로 구성되어 있다. 이중 자외선의 피부에 대한 영향은 많은 연구가 되어 왔으나, 나머지 영역에 대한 연구는 미진한 실정이다. 이에, 가시광선에서 적외선 사이의 파장이 피부 섬유아세포에 어떤 영향을 미치는지 연구하고자 하였다. 광처리에 의한 효과는 광파장, 처리 시간, 광세기, 광조합 등 다양한 파라미터들의 조합에 의해 그 효능이 결정되므로, 본 연구에서는 섬유아세포의 성장 및 콜라겐 합성과 관련된 기능을 촉진시킬 수 있는 광처리 조건을 찾아내고자 하였다. 가시광선과 적외선 영역 사이의 6개의 파장을 처리한 결과, 레드(630 nm)와 그린(520 nm) 파장에 의해 섬유아세포의 증식이 증가함을 확인하였다. 광처리 시간은 콜라겐 합성량 증가를 위해서는 10 min의 광처리가 30 min의 광처리 보다 적합한 조건이었다. 광세기는 $0.05{\sim}0.75mW/cm^2$에서 6개의 광세기로 분할하여 실험한 결과, 레드 $0.3mW/cm^2$와 그린파장 0.15, $0.3mW/cm^2$ 세기가 type I collagen의 mRNA의 양을 증가시킬 수 있었다. 마지막으로 두 개 파장을 순차적으로 조합 처리하였을 때의 효과를 확인한 결과, 레드와 그린파장의 조합 조건은 섬유아세포의 수적증가를 목적으로 할 때 효율적인 방법이며, 콜라겐 합성에는 레드 단독처리가 보다 효과적인 방법이었다. 따라서 본 연구에서 제시하는 광처리 조건을 이용시 피부 세포의 성장이나 콜라겐 합성에 긍정적 영향을 유도할 수 있으며, 재생 및 피부 미용 등에 활용할 수 있는 가능성이 클 것으로 기대된다.

태양전지용 $CuInSe_2$단결정 박막 성장과 광학적 특성 (Growth and optical characterization of $CuInSe_2$ single crystal thin film for solar cell application)

  • 백승남;홍광준
    • 한국결정성장학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.202-209
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    • 2002
  • $CuInSe_2$ 단결정 박막은 수평 전기로에서 합성한 다결정을 증발원으로 하여, hot wall epitaxy(HWE) 방법으로 증발원과 기판(반절연-GaAs(100))의 온도를 각각 $620^{\circ}C$, $410^{\circ}C$로 고정하여 단결정 박막을 성장하였다. 단결정 박막의 결정성은 광발광과 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)으로 연구하였다. $CuInSe_2$ 단결정 박막의 운반자 농도와 이동도는 van der Pauw 방법으로 측정되었다. 또한 $CuInSe_2$ 단결정 박막의 C축에 수직하게 빛을 쬐었을 때 측정되여진 단파장대의 광전류 봉우리 갈라짐으로부터 결정장 갈라짐 $\Delta$Cr과 스핀 궤도 갈라짐 $\Delta$So(spin orbit splitting) 값을 구하였다. 광발광 측정으로부터 고품질의 결정에서 볼 수 있는 free exciton($E_x$)와 매우 강한 세기의 중성 받게 bound exciton($A^{\circ}$, X) 피크가 관찰되었다. 이때 중성 받게 bound exciton의 반치폭과 결합 에너지는 각각 7meV와 5.9meV였다. 또한 Haynes nile에 의해 구한 불순물의 활성화 에너지는 59meV였다.