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RF 마그네트론 스퍼터링법에 의한 투명 전도성 SnO₂박막의 제조
신성호(Sung Ho Shin),박광자(Kwang Ja Park),김현후(Hyun Hoo Kim) 한국진공학회(ASCT) 1996 Applied Science and Convergence Technology Vol.5 No.2
rf 마그네트론 스파터링법을 이용하여 투명 전도성 Sb-doped SnO₂ 박막을 증착하였으나 박막표면에서 막손상현상이 발생하였다. 특히 기판 중심부 및 타게트의 부식부위에 대응하는 부분에서 발생된 막손상을 방지하고자, 환원형의 마스크 유리가 타게트표면에서 1.5 ㎝지점에 설치되었다. 또한 마그네트론 스파터링의 작동조건인 rf 전력, 스파터링 가스압력 및 기판온도을 최적으로 조절하면서 박막의 균일성과 전기적 특성을 평가하였다. 작동조건을 이용한 실험결과에서 균일하고 막손상이 없는 박막을 증착하는 최적온도는 압력 변화에 따라 변하며, 비율은 50W의 rf 전력에서 5 mTorr당 약 100℃정도였다. 유사하게 rf전력의 증가에 대한 보상에서 최적온도는 적절한 비율로 내려간다. Transparent and conducting Sb-doped SnO₂ thin films were prepared by rf magnetron sputtering technology. But it showed a serious damage phenomenon on the surface of as-deposited films. In order to avoid a damage caused in the substrate center and location facing to target erosion, a ring plate of masking glass was installed at 1.5㎝ above target surface. The uniformity and electrical characteristic of SnO₂ thin films were evaluated by the control of optimal conditions in the magnetron sputtering operation such as rf power, sputtering gas pressure, and substrate temperature. In the experimental results using the operating conditions, the optimum temperature, which produced uniform and damageless films, shifted with the change of gas pressure. The rate was about 100℃/5 mTorr at rf power of 50W Similarly, the optimum temperature in compensation for an increase of rf power shifted down to a proper rate.
스퍼터링에 의한 CdTe 박막 제조 조건이 CdTe/CdS 태양전지의 특성에 미치는 영향
정해원,이천,신재혁,신성호,박광자,Jung, Hae-Won,Lee, Cheon,Shin, Jae-Heyg,Shin, Sung-Ho,Park, Kwang-Ja 한국전기전자재료학회 1997 電氣電子材料學會誌 Vol.10 No.9
Polycrystalline CdTe thin films have been studied for photovoltaic application because of their high absorption coefficient and optimal band energy(1.45 eV) for solar energy conversion. In this study CdTe thin films were deposited on CdS(chemical bath deposition)/ITO(indium tin oxide) substrate by rf-magnetron sputtering under various conditions. Structural optical and electrical properties are investigated with XRD UV-Visible spectrophotometer SEM and solar simulator respectively. The fabricated CdTe/CdS solar cell exhibited open circuit voltage( $V_{oc}$ ) of 610 mV short circuit current density( $J_{sc}$ ) of 17.2 mA/c $m^2$and conversion efficiency of about 5% at optimal sputtering conditions.
현승욱,신재혁,신성호,박광자,정일현 ( Seung Wook Hyeun,Jae Heyg Shin,Sung Ho Shin,Kwang Ja Park,Il Hyun Jung ) 한국공업화학회 1997 응용화학 Vol.1 No.1
Thin films of CdS were prepared from an solution containing Cd(Ac)₂, NH₄OH, NH₄Ac and (NH₂)₂CS for solar cells. Growth rate of CdS films was increased with increasing temperature of reactive solution and with decreasing concentration of NH₄OH. Optical transmittances were more than 60%, independent with temperature and concentrations and was changed with thickness of CdS films. Grown films mostly showed the presence of polycrystallines with mixed cubic and hexaginal phases, but showed the hexagonal preferred phases in some growth condition. The resistivities of CdS were decreased by doping boron and criticial amount of dopant was determined.
태양전지용 CdTe 박막의 물리적ㆍ 전기적 특성에 미치는 열처리 효과
김현수(Hyeon-Soo Kim),조영아(Young-Ah Cho),염근영(Geun-Young Yeom),신성호(Sung-Ho Shin),박정일(Jung-Il Park),박광자(Kwang-Ja Park) 한국진공학회(ASCT) 1995 Applied Science and Convergence Technology Vol.4 No.3
본 연구에서는 비정질 실리콘과 CuInSe₂와 함께 지상용 태양전지재료로 널리 연구되고 있는 다결정 CdTe박막의 열처리방법으로서 로열처리와 반도체 공정에서 사용되는 급속열처리 방법을 이용하여 이들 열처리의 효과를 분석함으로써 태양전지용 다결정 CdTe박막에 적합한 효율적인 열처리 방법에 대한 연구를 수행하였다. 증착 후 열처리조건에 따른 결정구조, 결정립 크기, 표면과 박막내부의 성분, 밴드캡 에너지값, 그리고 전기비저항 등을 측정하여 태양전지용 CdTe박막의 물리적ㆍ전기적 특성에 미치는 열처리효과를 관찰하였다. 연구결과 300℃에서 증착하고 CdCl₂ 처리 후 400℃ 30분간 로열처리를 한 경우, 그리고 200℃에서 증착 후 500℃ 부근에서 1분간 급속열처리를 한 경우 다결정 CdTe 박막의 물리적 전기적 특성이 현저히 향상됨을 알 수 있었다. 특히 급속열처리의 경우 로열처리에 비해 결정립의 크기는 작으나 전기비저항이 낮고 밴드갭 에너지가 단결정에 더욱 접근하며 태양전지용 다결정 CdTe 박막의 열처리 방법으로 적용할 가치가 있는 방법으로 사료된다. Polycrystalline CdTe thin film are widely studied by many researchers along with a-Si : H and CulnSe₂ for terrestrial solar energy conversion materials. In this srudy, effects of annealing on physical and electrical properties of polycrystalline CdTe thin films have been investigated to find optimized annealing conditions required for solar cell materials. As annealing method, in addition to the typical furnace annealing, rapid thermal annealing method which is used for silicon integrated circuit processing was used. As physical and electrical properties, crystal structure, grain size, composition of CdTe bulk and surface, and bandgap energy, and electrical resistivity were investigated. Results showed that physical and electrical properties of polycrystalline CdTe were dramatically improved by furnace annealing at 400℃ , 30 min after 300℃ deposition and CdCl₂ treatment or by rapid thermal annealing at 550℃, 1 min after 200℃ deposition. Despite smaller grain size, rapid thermal annealing shows low electrical resistivity and near ideal bandgap energy compared to furnace annealing. therefore, rapid thermal annealing could be used as an annealing methode for polycrystalline CdTe min films applied to solar cell.