| 초록 |
황화주석(tin sulfide, SnS)은 Sn-공공(vacancy)이 주요 전하 운반자로의 역할을 하는 전형적인 p-형 반도체(p-type semiconductor) 물질이다. 현재까지 보고된 대부분의 p-형 SnS 박막(thin film)의 경우 사방정계(orthorhombic) 결정 구조(space group Pbnm, No. 62, the lattice parameters of a = 1.118, b = 0.3982, c = 0.4329nm)를 가지는 것으로 알려져 있다. p-형 SnS 박막의 간접 에너지 밴드 갭(indirect energy band gap)은 대략 ~1.07eV이며, 가시광선과 자외선 영역(visible to ultraviolet light region)에서 104cm-1 이상의 높은 흡수 계수(absorption coefficient)를 나타낸다. 이러한 특성의 p-형 SnS 박막을 태양전지(solar cell)의 광 흡수층(light-absorbing layer)으로 적용하는 경우, 이론적으로 태양광 변환 효율(photovoltaic conversion efficiency)이 24% 이상을 갖는 태양전지 소자의 제조가 가능하다. 그러나, 현재까지 보고된 SnS-기반 태양전지의 최고 효율은 이론적 효율 대비 매우 낮은 4.36%에 머물러 있다. 따라서, SnS 박막의 증착 공정 및 다양한 공정 변수에 따른 특성 이해가 필요하다. 본 연구에서는 RF(radio frequency) 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering) 법으로 p-형 SnS 박막을 유리 기판상에 성공적으로 제조하였다. SnS 박막 제조 공정에서 투입하는 아르곤(argon, Ar) 가스(gas)의 유입량을 기준으로 5%-H2S 가스의 함유량을 2sccm에서 4sccm으로 변화시켰으며, 공정 변수에 따라 제조한 SnS 박막의 구조적, 전기적 및 광학적 물성 변화를 연구하였다. |
