[논문]태양전지용 CdS 박막의 구조적, 광학적 물성에 미치는 스퍼터 전력 효과

이재형; 임동건; 양계준

doi:10.4313/jkem.2006.19.4.322

태양전지용 CdS 박막의 구조적, 광학적 물성에 미치는 스퍼터 전력 효과
Influence of Sputter Power on the Structural and Optical Properties of CdS Films for Photovoltaic Applications 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.19 no.4, 2006년, pp.322 - 327

이재형 (군산대학교 전자정보공학부) , 임동건 (충주대학교 전자공학과) , 양계준 (충주대학교 전자공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

CdS films have been prepared on polycarbonate, polyethylene terephthalate, and Coming 7059 substrates by r.f magnetron sputtering technique at room temperature. A comparison of the properties of the films deposited on polymer and glass substrates was performed. In addition, the influence of the sputter power on the structural and optical properties of these films was evaluated. The XRD measurements revealed that CdS films were polycrystalline and retained the mixed structure of hexagonal wurtzite and cubic phase, regardless of substrate types. As the sputter power was increased from 75 to 150 Watt, the structure of CdS films was converted from the mixed of hexagonal and cubic phase to hexagonal phase. The morphology of CdS films is found to be continuous and dense. Also, the grain of CdS films is larger with increasing the sputter power. The average transmittance exceeded 80 % in the visible spectrum for all films and decreases slightly with the sputter power.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

된다. 따라서 본 실험에서는 스퍼터 전력을 50-125 Watt로 변화시켜 CdS 박막을 제작하고, 스퍼터 전력에 따른 박막 특성을 조사하였다.
최근 들어, polyimide 기판에 CdTe 및 Cu(In, Ga)Se2 태양전지를 제작하려는 많은 시도가 이루어지고있다[5-9]. 본 연구에서는 PC 및 PET, 유리 기판위 에 스퍼 터법 으로 CdS 박막을 증착하고, 스퍼 터전력에 따른 박막의 구조적, 광학적 물성을 조사하였다.

제안 방법

PC 및 PET 기판의 경우 polymer 기판으로부터의 peak들로 인해 CdS 박막에 대한 라만 스펙트럼을 얻을 수 없었다. 라만 스펙트럼은 박막의결정성에 대한 유용한 정보를 제공하는더】, 여기서는 스펙트럼 분석을 위해 Lorentzian 피팅을 하여 peak 위치 및 FWHMCFull Width Half Maximum) 값을 구하였다. 스퍼터 전력에 관계없이 299 crrL 및 599 cm 1 부근에 두 개의 peak이 관찰되었는더〕,
타겟표면의 불순물 등을 제거하기 위해 증착 전 셔터를 닫은 상태로 약 10분간 pre-sputtering 하였다. 본 실험에서는 스퍼터 전력을 50-125 Watt로 변화 시켜 CdS 박막을 제작하고, 스퍼터 전력에 따른 박막 특성을 조사하였다. 이때, 스퍼터 압력은 8 mTorr, 기판온도는 실온으로 고정하였으며, 박막 두께는 스퍼터 전력에 관계없이 약 600 nm의 두께를 갖도록 스퍼터 시간을 조정하였다.
유리 및 폴리머 기판에 r.f. 마그네트로 스퍼터법으로 CdS를 상온에서 증착하고, 스퍼터 전력에따른 박막의 구조적, 광학적 특성을 조사하였다.
본 실험에서는 스퍼터 전력을 50-125 Watt로 변화 시켜 CdS 박막을 제작하고, 스퍼터 전력에 따른 박막 특성을 조사하였다. 이때, 스퍼터 압력은 8 mTorr, 기판온도는 실온으로 고정하였으며, 박막 두께는 스퍼터 전력에 관계없이 약 600 nm의 두께를 갖도록 스퍼터 시간을 조정하였다.

대상 데이터

999 %)을 사용하였다. CdS를 증착할 기판으로는 PC와 PET, Coming 7059 glass를 사용하였다. 세척 및 건조를 통하여 준비된 기판을 holder에 장착한 후 챔버 (chamber) 내의 초기 진공도를 mechanical pump와 oil diffusion pump를 이용하여 5xl0「6 Torr 이하로 유지하였다.
magnetron sputtering system을 사용하였다. 원료 물질로는 3인치 크기의 CdS 타겟(Super Conductor Materials Inc., USA, 99.999 %)을 사용하였다. CdS를 증착할 기판으로는 PC와 PET, Coming 7059 glass를 사용하였다.

성능/효과

변화됨을 알 수 있었다. 또한 Raman 스펙트럼으로부터 스퍼터 전력이 증가함에 따라 박막의 결정성이 향상됨을 알 수 있었다. 스퍼터 전력이 높아짐에 따라 흡수단 부근에서의 투과율이 저하되며, 밴드 갭 또한 감소하였다.
모든 시편에서 평균 80 % 이상의 광투과율을 나타내어 본 연구에서 제조한 CdS 박막은 태양전지의 광 투과 층으로 적합함을 알 수 있다. 또한 기판 종류에 관계없이스퍼터 전력이 감소함에 따라 평균 광투과율은 향상됨을 볼.수 있으며, 동일한 전력에서 PC 기판에 증착된 박막이 가장 높은 광투과율을 나타내었다.
한편, 유리 기판의경우, 스퍼터 전력이 증가함에 따라 반사율은 감소하는 경향을 나타내었으나, PET 기판에서는 오히려 크게 증가하였다. 또한 전체 스퍼터 전력 범위에서 유리 기판이 상대적으로 PC 및 PET 기판에비해 높은 반사율을 나타내었다.
전력에 따라 나타낸 것이다. 모든 시편에서 평균 80 % 이상의 광투과율을 나타내어 본 연구에서 제조한 CdS 박막은 태양전지의 광 투과 층으로 적합함을 알 수 있다. 또한 기판 종류에 관계없이스퍼터 전력이 감소함에 따라 평균 광투과율은 향상됨을 볼.
증착된 기판 종류에 관계없이 낮은 스퍼터 전력에서 증착된 CdS 박막은 hexagonal 및 cubic phase가 혼재되어 있는 결정 구조를 가지나, 스퍼터 전력이 높아짐에 따라 순수한 hexagonal 구조로 변화됨을 알 수 있었다. 또한 Raman 스펙트럼으로부터 스퍼터 전력이 증가함에 따라 박막의 결정성이 향상됨을 알 수 있었다.
스퍼터 전력이 높아짐에 따라 흡수단 부근에서의 투과율이 저하되며, 밴드 갭 또한 감소하였다. 한편, 유리 기판의경우, 스퍼터 전력이 증가함에 따라 반사율은 감소하는 경향을 나타내었으나, PET 기판에서는 오히려 크게 증가하였다. 또한 전체 스퍼터 전력 범위에서 유리 기판이 상대적으로 PC 및 PET 기판에비해 높은 반사율을 나타내었다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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