| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2005년 봄 (05/26 ~ 05/27, 무주리조트) |
| 권호 | 11권 1호 |
| 발표분야 | 에너지환경재료 |
| 제목 | 콜로이달 방법으로 합성한 Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 나노입자 크기에 안정화 및 반응시간이 미치는 영향 |
| 초록 | 나노입자를 제조하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 입자크기의 제어와 이용하고자 하는 분야의 순수 물질을 합성하기까지는 많은 어려움이 아직 따르고 있다. 본 연구의 목적은 저가형 태양전지를 제작하기 위해 기존의 진공방식이 아닌 나노입자를 활용한 non-vacuum 방식을 이용하여 저가형 태양전지를 제조하는 것으로, 입자크기를 제어할 수 있는 CIGS 나노입자를 확보하는데 있다. 그 중 콜로이달 방법을 이용하여 기존의 I-III-VI족wide-bandgap CuInGaSe2 (CIGS) 나노입자를 합성하였다. 기존에 D. L. Schulz 등[1]은 간단한 콜로이드 방법을 이용하여 CIGS 나노 입자를 합성하는데 성공하였다. 그러나 이들은 합성된 CIGS 나노 입자의 크기를 제어할 수 있는 방법을 찾지 못하였다. 본 연구에서는 p-type의 CIGS 광흡수층 제조를 위하여, 콜로이달 제조법 (colloidal method)으로 CuI, InI3, GaI3와 Na2Se를 출발물질로 용매로는 증류된 pyridine과 methanol을 사용하여 CIGS 나노 입자를 합성하였다. 반응온도는 ice-bath를 이용하여 0℃ 로 고정시킨 후 반응시간을 0-60 분 동안 달리하여 입자크기를 관찰하였다. 이러한 반응 시간이 나노 입자 크기에 큰 영향을 미치는 것을 관찰하였다. 1분의 반응시간에서 직경이 약 5-15 ㎚인 균일한 구형의 CIGS 나노입자를 얻었다. 반응시간이 1분 이상 증가하면 입자 크기도 증가하였다. 또한 반응한 부산물을 안정화 시키는 시간 (0-24 시간)을 달리하여 최적의 CIGS 나노입자를 찾을 수 있었다. 이와 같이 형성된 CIGS 나노 입자는 SEM, XRD, ICP을 통해 입자형상, 결정구조, 조성을 조사하여, chalcopyrite 구조의 CuInGaSe2 임을 확인하였으며, 반응 시간에 따른 입자 크기 변화 현상은 CIGS 입자의 핵생성 및 성장 속도 변화로 해석하였다. Fig. 1 SEM image of CIGS nanaoparticels obtained using pyridine from the reaction at 0℃ for 20 min. Reference [1] D. L. Schulz, C. J. Curtis, R. A. Filtton, H. Weisner, J. Keane, R. J. Matson, K. M. Jones, P. A. Parilla, R. Noufi and D. S. Ginley, Journal of Electronic Materials, 27, 5, 433 (1998) |
| 저자 | 김기현1, 안세진2, 전영갑2, 박병옥1, 윤경훈2 |
| 소속 | 1경북대, 2한국에너지기술(연) |
| 키워드 | 태양전지; 나노입자; 콜로이드; CuInGaSe2; CIGS |
