| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2005년 봄 (05/26 ~ 05/27, 무주리조트) |
| 권호 | 11권 1호 |
| 발표분야 | 에너지환경재료 |
| 제목 | Inx(OOH,S)y/CdS 이중층을 이용한 CdTe 태양전지의 제조와 광전압 특성 |
| 초록 | 서론 CdTe계 태양전지는 직접천이형 에너지 밴드갭을 가진 재료로서 1 μm의 두께에서도 태양광을 모두 흡수하며, 태양광을 고려했을 때 가장 이상적인 에너지 밴드갭을 가지고 있다. 기존의 CdS/CdTe 태양전지의 경우, 광투과층인 CdS의 에너지 밴드갭이 2.4 eV로 단파장 영역의 빛손실이 매우 크다. 따라서 본 연구에서는 에너지 밴드갭이 CdS보다 큰 물질인 In계 버퍼층을 사용하여 단파장 영역의 빛손실을 최소화하였다. 실험방법 ITO 기판 위에 용액성장법(Chemical Bath Deposition)으로 Inx(OOH,S)y/CdS의 이중층을 두께 비율을 변화시켜가며 증착하였다. 그 후 근접승화법(Closed Space Sublimation)을 이용하여 소스 온도 650 ℃, 기판 온도 575 ℃에서 CdTe를 증착하고 CdCl2 후속 열처리를 420 ℃에서 30 분간 하였다. 마지막으로 진공증발법(thermal evaporation)을 이용하여 Cu2Te 후면 전극을 증착하고, 200 ℃에서 5 분간 열처리 후 광전압 특성을 살펴보았다. 실험결과 Inx(OOH,S)y층의 경우 증착 시간이 증가함에 따라 입자(particle)형태의 구조에서 망목(network)형태의 구조로 변해감을 FE-SEM의 관찰 결과로 확인할 수 있었다. 그리고 Inx(OOH,S)y/CdS의 이중층을 증착한 후, 두 층의 계면이 구별되지 않을 정도의 좋은 adhesion을 확인할 수 있었고, AES 분석을 통해서 두 층의 두께 차이를 간접적으로 확인할 수 있었다. 또한 Inx(OOH,S)y층의 두께가 증가하고 CdS층이 얇아짐에 따라 단파장 영역의 광투과도가 증가함을 확인할 수 있었다. 이와 같이 이중층을 이용하여 태양전지를 제조했을 경우 Inx(OOH,S)y와 CdS층을 각각 80 nm 증착했을 때 가장 우수한 광전압 특성을 나타냈으며, 이 때 효율은 7.03 %, 개방전압 0.637 V, 단락전류 20.821 mA/cm2, 충실도 0.53을 얻을 수 있었다. |
| 저자 | 김민식1, 김기환1, 윤재호2, L. Larina1, 안병태1 |
| 소속 | 1한국과학기술원, 2한국에너지기술(연) |
| 키워드 | CdTe; CdS; Inx(OOH; S)y; solar cell |
