[논문]박막형 태양전지 응용을 위한 ITZO 박막의 기판 종류에 따른 특성 분석

정양희; 강성준

doi:10.13067/jkiecs.2021.16.6.1095

박막형 태양전지 응용을 위한 ITZO 박막의 기판 종류에 따른 특성 분석
Characteristics of ITZO Thin Films According to Substrate Types for Thin Film Solar Cells 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.16 no.6, 2021년, pp.1095 - 1100

정양희 (전남대학교 전기 및 반도체공학과) , 강성준 (전남대학교 전기 및 반도체공학과)

초록
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본 연구에서는 고주파 마그네트론 스퍼터링 법으로 유리, 사파이어, PEN 기판 위에 ITZO 박막을 증착하여 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. 유리와 사파이어 기판위에 증착한 ITZO 박막의 비저항은 각각 3.08×10-4 과 3.21×10-4 Ω-cm로 큰 차이를 보이지 않은 반면 PEN 기판위에 증착한 ITZO 박막의 비저항은 7.36×10-4 Ω-cm로 다소 큰 값이 측정되었다. 기판의 종류와 무관하게 ITZO 박막의 평균 투과도의 차이는 크지 않았다. 유리 기판위에 증착한 ITZO 박막의 비정질 실리콘 박막 태양전지의 흡수영역에서의 평균 투과도와 P3HT : PCBM 유기물 활성층의 흡수영역에서의 평균 투과도를 이용하여 구한 재료평가지수는 각각 10.52와 9.28×10-3 Ω-1로 가장 우수한 값을 나타내었다. XRD와 AFM 측정을 통해, 기판의 종류에 상관없이 모든 ITZO 박막이 비정질 구조를 나타내며 핀홀이나 크랙 같은 결함이 없는 표면을 가짐을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, ITZO thin films were deposited on glass, sapphire, and PEN substrates by RF magnetron sputtering, and their electrical and optical properties were investigated. The resistivity of the ITZO thin film deposited on the glass and sapphire substrates was 3.08×10-4 and 3.21×10-4 Ω-cm, respectively, showing no significant difference, whereas the resistivity of the ITZO thin film deposited on the PEN substrate was 7.36×10-4 Ω-cm, which was a rather large value. Regardless of the type of substrate, there was no significant difference in the average transmittance of the ITZO thin film. Figure of Merits of the ITZO thin film deposited on the glass substrate obtained using the average transmittance in the absorption region of the amorphous silicon thin film solar cell and the absorption region of the P3HT : PCBM organic active layer were 10.52 and 9.28×10-3 Ω-1, respectively, which showed the best values. Through XRD and AFM measurements, it was confirmed that all ITZO thin films exhibited an amorphous structure and had no defects such as pinholes or cracks, regardless of the substrate type.

주제어

표/그림 (6)

표 표 1. ITZO 박막의 증착조건 Table 1. Deposition conditions for the ITZO thin films
그림 그림 1. 다양한 기판위에 증착된 ITZO 박막의 투과도 곡선 Fig. 1 Optical transmission spectra of ITZO thin films deposited on various substrates
그림 그림 2. 다양한 기판위에 증착된 ITZO 박막의 비저항과 면저항 Fig. 2 Resistivity and sheet resistance of ITZO thin films deposited on various substrates
그림 그림 3. 다양한 기판위에 증착된 ITZO 박막의 파장 범위 450-600nm 와 400-800nm 에서의 평균 투과도와 재료평가지수 Fig. 3 Average transmittance and figure of merit of ITZO thin films deposited on various substrates in wavelength ranges of 450-600nm and 400-800nm
그림 그림 4. (a) 유리, (b) 사파이어, (c) PEN 기판위에 증착된 ITZO 박막의 AFM 표면 형상 Fig. 4 AFM surface images of ITZO thin films deposited on (a) glass, (b) sapphire, and (c) PEN substrate
$그림 5. 다양한 기판위에 증착된 ITZO 박막의 X-선 회절 패턴 Fig. 5 X-ray diffraction patterns of ITZO thin films deposited on various substrates$ 그림 그림 5. 다양한 기판위에 증착된 ITZO 박막의 X-선 회절 패턴 Fig. 5 X-ray diffraction patterns of ITZO thin films deposited on various substrates

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