• 제목/요약/키워드: van der Pauw method

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태양 전지용 $CuGaSe_2$ 단결정 박막 성장과 태양전지로의 응용 (Growth of $CuGaSe_2$ single crystal thin film for solar cell development and its solar cell application)

  • 윤석진;홍광준
    • 한국결정성장학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.252-259
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    • 2005
  • [ $CuGaSe_2$ ] 단결정 박막은 수평 전기로에서 합성한 $CuGaSe_2$ 다결정을 증발원으로하여, hot wall epitaxy(HWE) 방법으로 증발원과 기판(반절연성 GaAs(100))의 온도를 각각 $610^{\circ}C,\;450^{\circ}C$로 고정하여 단결정 박막을 성장하였다. 이때 단결정 박막의 결정성은 광발광 스펙트럼(PL)과 이중결정 X-선 요동곡선 (DCRC)으로부터 구하였다. Hall 효과는 Van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 293 K에서 운반자 농도와 이동도는 각각 $4.87{\times}10^{17}/cm^3,\;129cm^2/V{\cdot}s$였다. $n-Cds/p-CuGaSe_2$ 합 태양전지에 $80mW/cm^2$의 광을 조사시켜 최대 출력점에서 전압은 0.41 V, 전류밀도는 $21.8mA/cm^2$였고, fill factor는 0.75 그리고 태양전지 전력변환 효율은 11.17% 였다.

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.

Hot Wall Epitaxy(HWE)법에 의한 $AgInS_2$단결성 박막의 성장과 가전자대 갈라짐에대한 광전류 연구 (Photocurrent Study on the Splitting of the Valence Band and Growth of $AgInS_2$GaAs Single Crystal Thin Film by Hot Wall Epitaxy)

  • 홍광준
    • 한국결정학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.197-206
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    • 2001
  • 수평 전기로에서 AgInS₂ 다결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy)방법으로 AgInS₂ 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100)기판에 성장시켰다. AgInS₂ 단결정 박막의 성장 조건은 증발원의 온도 680℃, 기판의 온도 410℃였고 성장 속도는 0.5㎛/hr였다. AgInS₂ 단결정 박막의 결정성의 조사에서 10 K에서 광발광(photoluminescence)스펙트럼이 597.8 nm(2.0741 eV)에서 exciton emission스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 박폭치(FWHM)도 121 arcsec로 가장 작아 최적 성장 조건임을 알수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 9.35×10/sup 16/㎤, 294㎠/V·s 였다. AgInS₂ /SI(SEmi-Insulated) GaAs(100) 단결정 박막의 광흡수와 광전류 spectra를 293K에서 10K까지 측정하였다. 광흡수 스펙트럼으로부터 band gap E/sub g/(T)는 Varshni 공식에 따라 계산한 결과 2.1365eV-(9.89×10/sup-3/eV/K/)T²(T+2930K)이었으며 광전류 스펙트럼으로부터 Hamiltopn matrix(Hopfield quasicubic mode)법으로 계산한 결과 crystal field splitting Δcr값이 0.1541eV이며 spin-orbit Δso 값은 0.0129eV임을 확인하였다. 10K일때 광전류 봉우리들은 n=1 일때 A₁-, B-₁와 C₁-exction 봉우림을 알았다.

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Hot Wall epitaxy(HWE)법에 의한 $CdGa_2Se_4$ 단결정 박막의 성장과 가전자대 갈라짐에 대한 광전류 연구 (Photocurrent study on the splitting of the valence band and growth of $CdGa_2Se_4$ single crystal thin film by hot wall epitaxy)

  • 박창선;홍광준
    • 한국결정성장학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.179-186
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    • 2007
  • [ $CdGa_2Se_4$ ] 단결정 박막을 수평 전기로에서 합성한 $CdGa_2Se_4$ 다결정을 증발원으로하여, hot wall epitaxy(HWE) 방법으로 증발원과 기판(반절연성-GaAs(100))의 온도를 각각 $630^{\circ}C,\;420^{\circ}C$로 고정하여 성장하였다. 이때 단결정 박막의 결정성은 광발광 스펙트럼과 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)으로 부터 구하였다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 293K에서 운반자 농도와 이동도는 각각 $8.27{\times}10^{17}cm^{-3},\;345cm^2/V{\cdot}s$였다. $CdGa_2Se_4/SI$(Semi-Insulated) GaAs(100) 단결정 박막의 광흡수와 광전류 spectra를 293K에서 10K까지 측정하였다. 광흡수 스펙트럼으로부터 band gap $E_g(T)$는 Varshni 공식에 따라 계산한 결과 $E_g(T)=2.6400eV-(7.721{\times}10^{-4}eV/K)T^2/(T+399K)$였다. 광전류 스펙트럼으로부터 Hamilton matrix(Hopfield quasicubic mode)법으로 계산한 결과 crystal field splitting 에너지 ${\Delta}cr$값이 106.5meV이며 spinorbit 에너지 ${\Delta}so$값은 418.9meV임을 확인하였다. 10K일 때 광전류 세 봉우리들은 $A_{1^-},\;B_{1^-}$$C_{11}-exciton$ 봉우리임을 알았다.

Hot Wall Epitaxy (HWE)에 의한 $CdGa_2Se_4$ 단결정 박막 성장과 특성 (Growth and Characterization of $CdGa_2Se_4$ Single Crystal Thin Films by Hot Wall Epitaxy)

  • 최승평;홍광준
    • 센서학회지
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    • 제10권6호
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    • pp.328-337
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    • 2001
  • 수평 전기로에서 $CdGa_2Se_4$ 다결정을 합성하여 HWE 방법으로 $CdGa_2Se_4$ 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100) 위에 성장하였다. $CdGa_2Se_4$ 단결정 박막은 증발원과 기판의 온도를 각각 $630^{\circ}C$, $420^{\circ}C$로 성장하였다. 10K에서 측정한 광발광 exciton 스펙트럼과 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 반치폭(FWHM)을 분석하여 단결정 박막의 최적 성장 조건을 얻었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 $8.27{\times}10^{17}/cm^3$, $345\;cm^2/V{\cdot}s$였다. 광전류 봉우리의 10K에서 단파장대의 가전자대 갈라짐(splitting)에 의해서 측정된 ${\Delta}Cr$ (crystal field splitting)은 106.5 meV, ${\Delta}So$ (spin orbit splitting)는 418.9 meV였다. 10K의 광발광 측정으로부터 고품질의 결정에서 볼 수 있는 free exciton 과 매우 강한 세기의 중성 주개 bound exciton등의 피크가 관찰되었다. 이때 중성 주개 bound exciton의 반치폭과 결합 에너지는 각각 8 meV와 13.7 meV였다. 또한 Haynes rule에 의해 구한 불순물의 활성화 에너지는 137 meV 였다.

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$CuInTe_2$ 단결정 성장과 특성연구(I) (Study on $CuInTe_2$ Single Crystals Growth and Characteristics(I))

  • 유상하;홍광준
    • 한국결정학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.44-56
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    • 1996
  • CuInTe2 다결정은 수평전기로에서 합성하고, CuInTe2 단결정은 수직 Bridgman 방법으로 성장하여 결정구조를 조사하고, Hall 효과를 30K에서 293K의 온도영역에서 측정하였다. CuInTe2 다결정 및 단결정은 정방정계였다. 다결정의 격자상수는 a=6.168Å, c=12.499Å 그리고 c/a=2.026이었고, 단결정의 격자상수는 a=6.186Å, c=12.453Å, 그리고 c/a=2.013이었다. CuInTe2 단결정의 성장면은 Laue 배면반사 사진으로부터 구하였으며 (112)면이었다. CuInTe2 단결정의 Hall 효과는 van der Pauw 방법으로 측정하였다. 상온에서 측정된 c축에 수직한 시료의 운반자농도 p는 2.14×1023holes/m3, 전기전도도 δ는 739.58Ω-1m-1 그리고 이동도 μ는 2.16×10 m2/V·s 이었다. c축에 평행한 시료의 운반자농도 p는 1.51×1023holes/m3, 전기전도도 σ는 717.55Ω-1m-1 그리고 이동도 μ는 2.97×10-2 m2/V·s이었다. c축에 수직 및 평행한 시료의 Hall계수가 양의 값이어서 CuInTe2 단결정은 p형 반도체임을 알 수 있었다.

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동시 열증착법에 의한 $CdS_{1-x}Te_{1-x}$ 삼원계 다결정 박막의 제작과 특성 (Preparation and Characteristics of $CdS_{1-x}Te_{1-x}$ Ternary Polycrystalline Thin Films by Co-evaporation)

  • 박민서;송복식;정성훈;문동찬;김선태
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.126-130
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    • 1995
  • $CdS_{1-x}Te_{1-x}$ polycrystalline thin films were fabricated from CdS and CdTe powder by co-evaporation method at $10^{-6}$ Torr. The Optimum evaporation condition was substrate temperature $T_{s}$=$150^{\circ}C$, evaporation time t=30 min. XRD spectrums indicated that the crystal structure chanced from zinc blonde (x$\leq$0.22) to wurtzite (x$\geq$0.96) through mixed structure (0.22$\leq$0.74) as composition value x increase to CdS. Conductive type was n-type by hot point probe method. van der Pauw method was not applicable for x<0,5 due to high hall voltages, Electrical resistivity and Hall carrier mobility were decreased as x increase, while Hall carrier concentration was increased. The optical bandgap of $CdS_{1-x}Te_{1-x}$ polycrystalline thin films measure d at R.T. had quardratic form and the bowing parameter was fitted as 1.98eV for theoretical value of 2.0eV. I-V characteristics of In/CdTe/$CdS_{x}Te_{1-x}$Au Schottky diodes showed that CdS-rich one had better forward characteristics than CdTe-rich one.

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수직브리지만 방법으로 성장한$ Al_xGa_{1-x}$Sb의 특성에 관한 연구 (A Study on the Chracteristics of $ Al_xGa_{1-x}$Sb grown by Vertical Bridgman Method)

  • 이재구;김영호;정성훈;송복식;문동찬;김선태
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.207-213
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    • 1996
  • A ternary compound semiconductor $Al_{x}$-Ga/1-x/Sb crystals which have energy gap from 0.7eV to 1.6ev at room temperature with the composition ratio were grown by using the vertical Bridgman method. The characteristics of $Al_{x}$-Ga/1-x/Sb were investigated in this study. The lattice constants of $Al_{x}$-Ga/1-x/Sb crystals with the composition ratio were appeared from 6.096$\AA$ to 6.135$\AA$ with the composition ratio. The electrical properties of the $Al_{x}$-Ga/1-x/Sb crystals measured the Hall effect by van der Pauw method at the magnetic field of 3 kilogauss and at room temperature. The resistivity of Te-doped $Al_{x}$-Ga/1-x/Sb crystals increased from 0.771 $\Omega$-cm to 5 $\Omega$-cm at room temperature with increasing the composition ratio. The mobility of Te-doped $Al_{x}$-Ga/1-x/Sb crystals varied with the composition ratio x, within the following three different regions, such as GaSb-like (0$\leq$x$\leq$0.3), intermediate (0.3$\leq$x$\leq$0.4) and AlSb-like (0.4$\leq$x$\leq$1).eq$1).

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HWE에 의한 CdSe 박막의 성장과 광전도 특성 (Growth of CdSe thin films using Hot Wall Eptaxy method and their photoconductive properties)

  • 유상하;홍광준
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.1
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    • pp.344-348
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    • 2004
  • The CdSe thin films wee grown on the Si(100) wafers by a hot wall epitaxy method(HWE). The source and substrate temperature are $600^{\circ}C\;and\;430^{\circ}C$ respectively. The crystalline structure of epilayers was investigated by double crystal X-ray diffraction(DCXD). Hall effect on the sample was measured by van der Pauw method and studied on the carrier density and mobility dependence on temperature. From Hall data, the mobility was increased in the timperature range 30K to 150K by impurity scatering and decreased in the temperature range 150K to 293K by the lattice scattering. In order to explore the applicability as a photoconductive cell, we measured the sensitivity($\gamma$), the ratio of photocurrent to darkcurrent(pc/dc), maximum allowable power dissipation(MAPD), spectral response and response time. The results indicated that the photoconductive characteristic were the best for the samples annealed in Cu vapor compare with in Cd, Se, air and vacuum vapour. Then we obtained the sensitivity of 0.99, the value of pc/dc of $1.39{\times}10^7$, the MAPD of 335mV, and the rise and decay time of 10ms and 9.5ms, respectively

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HWE에 의한 $Cd_{1-x}Zn_xS$ 박막의 성장과 광전기적 특성 (Growth and optoelectrical properties for $Cd_{1-x}Zn_xS$ thin films byg Hot Wall Epitaxy method)

  • 이상열;홍광준
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.1
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    • pp.304-308
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    • 2004
  • The $Cd_{1-x}Zn_xS$ thin films were grown on the Si(100) wafers by a hot wall epitaxy method(HWE). The source and substrate temperature are $600^{\circ}C\;and\;440^{\circ}C$ respectively. The crystalline structure of epilayers was investigated by double crystal X-ray diffraction(DCXD). Hall effect on the sample was measured by the van der Pauw method and studied on the carrier density and mobility dependence on temperature. In order to explore the applicability as a photoconductive cell, we measured the sensitivity($\gamma$), the ratio of photocurrent to darkcurrent(pc/dc), maximum allowable power dissipation(MAPD), spectral response and response time. The results indicated that the photoconductive characteristic were the best for the $Cd_{0.53}Zn_{0.47}S$ samples annealed in Cu vapor compare with in Cd, Se, air and vacuum vapour. Then we obtained the sensitivity of 0.99, the value of pc/dc of $1.65{\times}10^7$, the MAPD of 338mW, and the rise and decay time of 9.7ms and 9.3ms, respectively

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