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[국내논문] 진공 석영관에서 Selenization한 $CuInSe_2$ 광흡수층 특성 연 구
Study on the Properties of $CuInSe_2$ absorber layer from Selenization using a closed Vacuum Quartz box 원문보기

한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집 Vol.11, 2010 June 16, 2010년, pp.229 - 229  

양현훈 (목포대학교) ,  백수웅 (목포대학교) ,  김한울 (목포대학교) ,  한창준 (목포대학교) ,  나길주 (목포과학대학) ,  이석호 (서남권 청정에너지기술연구원) ,  소순열 (목포대학교) ,  박계춘 (목포대학교) ,  이진 (목포대학교) ,  정해덕 (목포대학교)

초록
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본 실험에서는 $CuInSe_2$, 3원물질을 화학량론적 조성비가 되도록 박막을 제조하기 위해 각 단위원소를 원자비에 맞춰 전자선가열 진공증착기를 사용하여 Cu, In, Se 순으로 증착하였다. $10^{-3}$torr 이상의 진공석영관에서 열처리와 동시에 Selenization을 통해 제작된 $CuInSe_2$박막은 열처리온도 $250^{\circ}C$에서는 $Cu_xSe$, CuSe등의 2차상들이 나타나다가 $450^{\circ}C$이상의 고온에서 $CuInSe_2$ 단일상을 형성하였다. 이로부터 진공중에서 반응을 시켰을 때, 더 낮은 온도에서 반응이 일어나고 열역학적으로 보다 안정한 소수의 화합물들이 쉽게 형성됨을 확인할 수 있었다. 특히 $250^{\circ}C$에서는 Sphalerite 구조를 가지다가 $350^{\circ}C$이상의 온도에서 Selenization하였을 때 Chalcopyrite 구조를 가졌다. 박막이 두꺼워지면서 결정립의 크기가 커지고 응력이 작아지는 특성을 보였다. 에너지 밴드갭은($E_g$)은 Cu/In 성분비율이 클수록 작은값을 보였으며, 결절립크기가 증대되므로 결국 흡수계수가 낮아짐을 알 수 있다. 또한 두께가 증가할수록 전반적으로 흡수계수가 증가하였고 Cu/In의 성분비율이 0.97일 때 기초흡수파장은 1,169nm이고 에너지밴드갭은 1.06eV이었으며, 두께 $1.5{\mu}m$이상일 때 전반적으로 양호한 상태의 p-type $CuInSe_2$ 박막을 제작 하였다.

AI 본문요약
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성능/효과

  • 상온에서 Cu, In, Se?순으로 증착후 In, C네m, (为试功, CuInSe2(220), (204)^0l 넓은 조성범위에서 안정적으로 나타냈으며 이종 C니n2상은 열역학적인 계산에 의하면, 901이하의 낮은 온도에서 안정한 상으로 나타났다. In 과잉인 큰 입자들은 아주 거친 표면을 보여주고 있으며, Cu・In금속층에서 큰입자의 형태로 존재하던 In입자가 Selenization 반응을 거쳐서 In과잉 CuInSe?상으로 존재하는 것이다.
  • In구성비가 약간 과잉인 경우에는 아주 작은 결정립으로 이루어져 있다, 1(件阪이상의 진공석영관에서열처리와 동시에 Selenizati이!을 통해 제작된 CuInSe?박막은 250笆에서 CuxSe, Cimln9, 등의 2차상들이 나타나다가 열처리 온도가 종가함에 따라 여러 화합물들이 형성되며, 450*0이상의 고온에서 CuInSs 단일상을 형성하였다. Cu/In의 성분비유이 L10일패 기초홉수 파장은 144Inm 이었고 에너지 밴드갭이 0.86eV 인데, Cu/In 성분비율이 감소할수록 기초흡수 파장은 단파장쪽으로 이동되어 밴드갭이 커짐을 알수 있으며, Cu/In 성분비이 0.97일 때 기초호수파장은 1169皿이고 에너지 뱐드갭은 1.0&V이었으며, 두께 L5例이상일 때 전반적으로 양호한 상태의 p-type CuInSe?박막을 제작하였다.
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