• 한국표면공학회지
• /
• 제29권6호
• /
• pp.862-868
• /
• 1996

Cadmium sulfide is commonly used as the window material for thin film solar cells, and can be prepared by several techniques such as sputtering, spray pyrolysis, close spaced sublimation (CSS), thermal evaporation, solution growth methods, etc. In this study, CdS films were deposited by thermal evaporation, close spaced sublimation, and solution growth methods, respectively, and the effects of the methods on physical properties of polycrystalline CdS deposited on ITO/glass were investigated. Also, the effects of variously prepared CdS thin films on the physical properties of CdTe deposited on the CdS were investigated. The thickness of polycrystalline CdS films was maintained at $0.3\mu\textrm{m}$ except for the solution grown CdS when $0.2\mu\textrm{m}$ thick CdS was deposited. After the deposition, all the samples were annealed at $400^{\circ}C$ or $500^{\circ}C$ in H2 atmosphere. To investigate physical properties of the deposited and annealed CdS thin films, UV-VIS spectro-photometry, X-ray diffractometry (XRD), and Auger electron spectroscopy (AES), and cross sectional transmission electron microscopy(XTEM) were used to analyze grain size, crystal structure, preferred orientation, optical properties, etc. The annealed CdS showed the bandedge transition at 510nm and the optical transmittance high than 80% for all of the variously deposited films. XRD results showed that CdS thin films variously deposited and annealed had the same hexagonal structures, however, showed different preferred orientations. CSS grown CdS had [103] preferred orientation, thermally evaporated CdS had [002], and CdS grown by the solution growth had no preferred orientation. The largest grain size was obtained for the CSS grown CdS while the least grain size was obtained for the solution grown CdS. Some of the physical properties of CdTe deposited on the CdS thin film such as grain size at the junction and grain orientation were affected by the physical properties of CdS thin films.

• 한국표면공학회지
• /
• 제51권2호
• /
• pp.126-132
• /
• 2018

SnS thin films with different substrate temperatures ($150 {\sim}300^{\circ}C$) as process parameters were grown on soda-lime glass substrates by RF magnetron sputtering. The effects of substrate temperature on the structural and optical properties of SnS thin films were investigated by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy (Raman), field-emission scanning electron microscopy (FESEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and Ultraviolet-visible-near infrared spectrophotometer (UV-Vis-NIR). All of the SnS thin films prepared at various substrate temperatures were polycrystalline orthorhombic structures with (111) planes preferentially oriented. The diffraction intensity of the (111) plane and the crystallite size were improved with increasing substrate temperature. The three major peaks (189, 222, $289cm^{-1}$) identified in Raman were exactly the same as the Raman spectra of monocrystalline SnS. From the XRD and Raman results, it was confirmed that all of the SnS thin films were formed into a single SnS phase without impurity phases such as $SnS_2$ and $Sn_2S_3$. In the optical transmittance spectrum, the critical wavelength of the absorption edge shifted to the long wavelength region as the substrate temperature increased. The optical bandgap was 1.67 eV at the substrate temperature of $150^{\circ}C$, 1.57 eV at $200^{\circ}C$, 1.50 eV at $250^{\circ}C$, and 1.44 eV at $300^{\circ}C$.

• 생명과학회지
• /
• 제18권12호
• /
• pp.1752-1757
• /
• 2008

한국의 제주도와 서해안 염전의 해수로 부터 각각 빨강 (JU11-1), 노랑(JU14), 주황(TA20)의 색소를 생성하는 3 균주를 분리하였으며, 이들의 분류학적 특성 및 16S rRNA 서열 분석 결과 3 균주 모두 Pseudoalteromonas 속 세균으로 밝혀졌다. 이들 각각의 색소 최대 흡수파장은 각각 537, 378, 387 nm로 나타났다. 균주는 Marine broth 2216에서 잘 자랐으며, $30^{\circ}C$, 2% NaCl, pH 6-7 의 조건에서 Ju11-1과 Ju14는 배양 24 시간에, TA20은 배양 28 시간에 최대 색소 생성을 나타냈다. 탄소원으로 maltose를 1% 첨가하였을 경우 색소 생성이 우수하였으며, 질소원으로는 beef extract를 1% 첨가하였을 경우 최적의 색소 생성을 나타냈다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.117-117
• /
• 2000

높은 광학적 투과성과 전기전도성을 갖는 ITO film은 solar cell같은 optoelectronic device나 휴대용 소형 TV, flat panel display 등의 투명전극으로 그 응용 분야가 광범위하여 많은 연구가 수행되어져 왔다. 기판으로서 유리를 사용할 때 생기는 활용범위 제한을 극복하고자 최근 유기물 위에 증착이 가능한 저온 증착방법에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그 가운데 이온빔과 같은 energetic한 beam을 이용한 박막의 제조는 기판을 플라즈마 발생지역으로부터 분리시켜 이온빔의 flux 및 에너지, 입사각 등의 자유로운 조절을 통해 상온에서도 우수한 성질의 박막형성 가능성이 제시되어 지고 있다. ITO박막을 형성하는 방법 중 스프레이법이나 CVD법과 같은 화학적 증착방법은 증착시 350-50$0^{\circ}C$의 고온이 필요하고 현재 가장 많이 응용되어 지고 있는 sputter법은 15$0^{\circ}C$정도의 가열이 필요하므로 앞으로 응용가능성이 매우 커서 많은 연구가 진행중인 플라스틱과 아크릴 같은 flexible 한 기판위 증착에 적용이 불가능하다. 본 실험에서는 IBAD(Ion Beam Assisted Deposition)법을 이용하여 저온 ITO film을 유리와 유기막위에 증착하는 연구를 수행하였다. 유기막위에 증착된 ITO는 보다 가볍고 충격에 강하고 유리에 못지 않은 투과성을 가지고 있으나 현재 film의 quality 향상에 대한 요구가 증대되어 지고 있는 실정이다. 따라서, 본 실험에서는 dual oxygen ion gun의 조건변화에 따른 ITO film의 특성변화를 관찰하였다. 고정된 증？율에 한 개 ion gun에 ion flux를 고정시킨 후 또 다른 ion gun에서 발생하는 oxygen radical의 영향을 조사하였으며 oxygen radical의 rf power에 따른 변화는 OES(Optical emission spectroscopy)를 사용하였다. 너무 적은 oxygen ion beam flux나 oxygen radical은 film의 전도도 및 투과도를 저하시켰고 반면 너무 과도한 flux의 증가 시는 전도도는 감소하였고 투과도는 증가하는 경향을 보였다. 기판에 도달하는 oxygen ion flux는 faraday cup을 이용하여 측정하였으며 증착된 ITO film은 XPS, UV-spectrometer, 4-point probe를 이용하여 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.162-162
• /
• 2011

Nanometer-sized noble metals can trap and guide sunlight for enhanced absorption of light based on surface plasmon that is beneficial for generation of hot electron flows. A pulse of high kinetic energy electrons (1-3 eV), or hot electrons, in metals can be generated after surface exposure to external energy, such as in the absorption of light or in exothermic chemical processes. These energetic electrons are not at thermal equilibrium with the metal atoms. It is highly probable that the correlation between hot electron generation and surface plasmon can offer a new guide for energy conversion systems [1-3]. We show that hot electron flow is generated on the modified gold thin film (<10 nm) of metal-semiconductor (TiO2) Schottky diodes by photon absorption, which is amplified by localized surface plasmon resonance. The short-circuit photocurrent obtained with low energy photons (lower than bandgap of TiO2, ~3.1-3.2 eV) is consistent with Fowler's law, confirming the presence of hot electron flows. The morphology of the metal thin film was modified to a connected gold island structure after heating to 120, 160, 200, and 240$^{\circ}C$. These connected island structures exhibit both a significant increase in hot electron flow and a localized surface plasmon with the peak energy at 550-570 nm, which was separately characterized with UV-Vis [4]. The result indicates a strong correlation between the hot electron flow and localized surface plasmon resonance with possible application in hot electron based solar cells and photodetectors.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.157-157
• /
• 2011

박막형태로 제작이 가능한 비정질 실리콘은 결정질 실리콘에 비하여 AM-1 (Air Mass 1:100mW/cm2)조건하에서 10-3 S/cm 정도의 높은 광전기전도도와 가시광선 영역($4000{\sim}7000{\AA}$)에서 약 10배의 높은 광흡수계수를 가지며, $300^{\circ}C$ 이하의 낮은 기판온도에서 다양한 기판위에 대면적으로 제작이 가능할 뿐만 아니라 제작공정이 단순하여 제작비용이 저렴하다는 이점이 있다. 본 실험에서 제작된 모든 박막은 PECVD로 증착하였으며 구조는 p-i-n superstrate형 구조를 사용하였고, 각 박막의 두께는 p-a-Si:H/i-a-SiGe:H/n-a-Si:H ($300{\AA}/2000{\AA}/600{\AA}$)으로 고정하였다. a-Si:H (hydrogenated amorphous silicon) 태양전지의 광 흡수층인 i-layer에서의 germane 가스 유량 변화(0, 20, 40. 60, 80, 100 sccm)에 대한 흡수율의 차이를 UV/Vis/Nir spectrophotometer (ultraviolet/visible/near infrared spectrophotometer)를 통해 확인하고, 그에 따른 a-Si:H 박막 태양전지를 제작하여 solar simulator를 사용하여 AM 1.5 G의 환경 조건에서 태양전지 특성을 평가하였다. 그 결과 germane 가스 유량이 증가함에 따라 파장에 대한 absorptance (a.u.)값이 증가함을 알 수 있었으며, 흡수되는 파장영역의 범위가 장파장으로 확대됨을 확인할 수 있었다. 또한 germane 가스 유량이 60 sccm 일때 a-SiGe:H 박막 태양전지 변환효율이 3.80%로 최대값을 가졌다. 실험에서 germane 가스 유량이 증가할수록 흡수율이 높아져 태양전지특성이 향상될 거라 예상 했지만, 100 sccm보다 60 sccm일 때가 단락전류밀도 값과 변환효율이 높다는 것을 확인할 수 있었다. 이는 각 layer사이에 계면상의 문제가 있을 거라 예상되며 직렬저항측정을 통해 확인할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.231-231
• /
• 2011

본 연구에서는 co-sputtering 시스템을 이용하여 아나타세 TiO2의 도핑 농도 변화에 따른 다성분계 TiO2-ITO (TITO) 박막의 전기적, 광학적, 구조적 특성 변화 및 급속 열처리(RTA) 공정에 따른 전기적, 광학적 특성 변화를 분석하였다. 실험을 위해 아나타세 TiO2 타겟과 ITO 타겟(10 wt% $SnO_2$ doped $In_2O_3$)이 tilted cathode에 장착되었으며, ITO 타겟의 인가전류를 120 W로 고정한 채 아나타세 TiO2 타겟의 인가전류를 증가시킴으로써 도핑 농도를 변화하였다. 제작된 TITO 투명 전극의 전기적, 광학적, 구조적 특성 평가를 위해 four-point probe measurement, Hall effect measurement, UV/Vis. spectrometry, scanning electron microscopy (SEM) 이용하여 각각의 특성을 분석하였다. 상온에서 제작된 TITO의 경우 최적화된 $TiO_2$ 인가전류 100W에서 460.8 ohm/sq. 의 전기적 특성과 가시광선 영역 400~550 nm에서 85% 이상의 광학적 투과율을 확보할 수 있었다. 뿐만 아니라 상온에서 최적화된 TITO 투명 전극의 급속 열처리 시 600$^{\circ}C$ 급속 열처리 조건에서 매우 낮은 25.94 ohm/sq.면저항, $5.1{\times}10^{-4}$ ohm-cm 비저항과 81% 투과율을 확보할 수 있었다. 아나타세 $TiO_2$가 도핑된 TITO 투명 전극의 급속 열처리 공정에도 불구하고 매우 평탄한 표면을 나타냄을 SEM 이미지를 통하여 확인할 수 있었다. 이러한 TITO 투명 전극의 우수한 전기적, 광학적, 구조적 특성은 indium saving 투명 전극으로써 고가 ITO 박막의 대치가능성을 나타낸다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.394-394
• /
• 2011

급속한 산업의 발달은 심각한 환경오염 및 에너지 문제를 가져왔다. 이를 해결하기 위하여 무한한 에너지원인 태양에너지를 원천으로 하는 친환경 정화소재로서의 광촉매(photocatalyst)를 통하여 인류의 에너지를 확보하는 것에 대한 관심이 급격하게 증가하고 있는 추세이다. 현재 광촉매로 가장 많이 사용되는 $TiO_2$의 경우 뛰어난 광활성과 저렴한 가격, 광 안정성, 화학적 안정성을 가짐에도 불구하고, 3.2 eV라는 상대적으로 넓은 band gap을 가지기 때문에 약 386 nm보다 짧은 파장을 갖는 자외선만 흡수할 수 있다. 이로 인한 가시광 응답성의 부재를 해결하기 위해 수십년간 많은 연구가 진행되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 ICP assisted pulsed DC reactive magnetron sputtering을 이용하여 $TiO_2$를 기반으로 하면서 가시광영역의 빛을 흡수하여 높은 효율을 얻을 수 있도록 Nitrogen doping, Low band gap semi-conductor sensitization 등의 방법을 사용하여 광촉매를 제작하였다. 시료의 chemical state와 crystallinity를 확인하기 위하여 X-ray photoelectron spectroscopy와 X-ray diffraction method를 이용하여 분석을 수행하였으며, 이러한 공정을 통해 제작된 $TiO_2$기반 광촉매의 가시광 응답성을 확인하기 위하여 UV/Vis 스펙트럼을 측정하였다. 또한 물 분해 장치(water splitting device)를 제작하여 수소와 산소 생성시 흐르는 전류를 측정하여 광특성을 평가하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제34권4호
• /
• pp.1137-1144
• /
• 2013

$TiO_2$ composites with seven different carbon materials (activated carbons, graphite, carbon fibers, single-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, graphene oxides, and reduced graphene oxides) that are virgin or treated with nitric acid are prepared through an evaporation method. The photocatalytic activities of the as-prepared samples are evaluated in terms of $H_2$ production from aqueous methanol solution (photo-catalytic reduction: PCR) and degradation of aqueous pollutants (phenol, methylene blue, and rhodamine B) (photocatalytic oxidation: PCO) under AM 1.5-light irradiation. Despite varying effects depending on the kinds of carbon materials and their surface treatment, composites typically show enhanced PCR activity with maximum 50 times higher $H_2$ production as compared to bare $TiO_2$. Conversely, the carbon-induced synergy effects on PCO activities are insignificant for all three substrates. Colorimetric quantification of hydroxyl radicals supports the absence of carbon effects. However, platinum deposition on the binary composites displays the enhanced effect on both PCR and PCO reactions. These differing effects of carbon materials on PCR and PCO reactions of $TiO_2$ are discussed in terms of physicochemical properties of carbon materials, coupling states of $TiO_2$/carbon composites, interfacial charge transfers. Various surface characterizations of composites (UV-Vis diffuse reflectance, SEM, FTIR, surface area, electrical conductivity, and photoluminescence) are performed to gain insight on their photocatalytic redox behaviors.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.453-453
• /
• 2013

유기 태양전지는 저비용으로 제작이 가능하고 제작이 용이한 장점을 가지고 있으므로 많은 그룹에서 관심을 가지고 있다. 정공 수송층으로 사용되는 PEDOT:PSS는 많이 사용되지만 강한 산성 특성 때문에 ITO 전극에 식각이 되므로 문제가 있다. 그러므로 산화물 반도체 $WO_3$, $MoO_3$, 그리고 $V_2O_3$ 등이 태양전지에 많이 만들어지고 있다. 특히 copper oxide는 높은 광흡수율을 가지고 있으므로 태양전지에 사용하는 데 많은 기대되는 물질이다. Copper oxide 박막은 열증착 법, 스프레이 필로시스, 전기화학 증착, 화학증착법, 그리고 솔-젤법 등 다양한 증착 방법이 있다. 넓은 면적의 소자를 제작할 경우 솔-젤 방법은 기존의 증착법에 비해 낮은 비용으로 제작, 높은 성장율, 그리고 높은 기계적 탄력성의 장점이 있다. 솔-젤법으로 만든 copper oxide는 P3HT의 HOMO (high occupied molecular orbital)와 비슷한 위치에 접하고 있으므로 정공수송층으로 적합하다. 본 연구에서 제작된 태양전지의 구조는 ITO/P3HT:PCBM/CuxO로 구성되어 있다. ITO가 $10{\Omega}$/sq의비저항을 가지고 있었고 UV 처리를 하였다. 그 위에 P3HT:PCBM (1:0.8 weight)를 스핀 코팅하였다. 마지막으로 0.1 M $Cu_xO$용액은 Cu (II) acetate monohydrate를 소스로 2-methoxyethanol ($C_3H_8O_2$)의 용제와 안정제로 monoethanolamine ($C_2H_7NO$)을 섞어서 만들었다. 그리고 P3HT:PCBM 위에 스핀 코팅하였고 열증착 방법으로 전극인 Ag 을 증착하여 최종 소자를 만들었다. Cu(II) acetate의 소스로 제작된 박막의 투과율 측정을 통해 에너지 밴드갭을 구할 수 있었다. Copper oxide 박막은 다결정구조 이므로 다중 밴드갭으로 구성되어지는 것을 알 수 있었다. 최종적으로 만들어진 소자를 열처리를 통해 소자 특성을 조사했더니 250도에서 가장 좋은 결과를 얻을 수 있었다.