초록 ▼

○ 스퍼터링 공정을 적용한 저가형 CZTSSe 박막 태양전지 소자 효율 13.4 % 구현
○ SeS₂ 및 S 파우더 공급소스 제어를 통한 CZTSSe 박막 태양전지 소자 특성 비교분석
○ S 함유량에 의한 밴드갭 조절을 통해 고효율의 소자 확보 가능성을 보였고, 열처리 과정에서 금속 전구체의 휘발성 문제 해결 및 균일한 화학량론 제어 방법이 필요함

○ 황분위기에서의 셀렌화 열처리 공정 개발을 통한 CZTS 계 박막 제조 기술 개발
○ 열 인가 방식과 열처리 시스템 및 공정 변경에 의한

○ 스퍼터링 공정을 적용한 저가형 CZTSSe 박막 태양전지 소자 효율 13.4 % 구현
○ SeS₂ 및 S 파우더 공급소스 제어를 통한 CZTSSe 박막 태양전지 소자 특성 비교분석
○ S 함유량에 의한 밴드갭 조절을 통해 고효율의 소자 확보 가능성을 보였고, 열처리 과정에서 금속 전구체의 휘발성 문제 해결 및 균일한 화학량론 제어 방법이 필요함

○ 황분위기에서의 셀렌화 열처리 공정 개발을 통한 CZTS 계 박막 제조 기술 개발
○ 열 인가 방식과 열처리 시스템 및 공정 변경에 의한 CZTS 계 박막 성장 개발 및 이를 통한 고품위 CZTS계 광흡수층 제작

○ CZTSSe 흡수층 표면의 ZnSe 및 SnSe 2차상 존재 확인
○ 선택적 식각액을 이용한 ZnSe 및 SnSe 제거 공정 최적화
○ 버퍼층 소스 농도비 제어를 통한 버퍼층 Band offset 최적화
○ 버퍼층 증착 시간 제어를 통한 버퍼층 Band offset 최적화
○ 표면 광학손실 최소화와 표면 비활성화를 위해 사용되는 반사방지막을 진공 및 용액 공정을 적용하여 공정 전/후의 소자특성을 확인

○ 흡수층/후면전극 사이에 발생하는 공극을 감소시키기 위한 방안으로 산화막 버퍼층을 계면에 적용. 계면향상을 위한 다른 방안으로 기존에 사용하던 Mo 전극 이외의 물질(투명전도산화막)을 후면전극으로 적용

○ 박막 태양전지에 효율 향상을 위해 흡수층의 Cd Partial Electrolyte 표면 처리 적용
○ CZTSSe 흡수층 표면의 Cd Partial Electrolyte 공정과 CdS 두께와의 최적화

(출처 : 보고서 초록 3p)

Abstract ▼

IV. Result of research
1. The study on CZTSSe band gap engineering through the control of S/Se ratio
○ Fabrication of CZTSSe absorption layer with S power source
○ Comparative analysis of the characteristics of CZTSe thin film solar cells fabricated by SeS₂ and S powder source

IV. Result of research
1. The study on CZTSSe band gap engineering through the control of S/Se ratio
○ Fabrication of CZTSSe absorption layer with S power source
○ Comparative analysis of the characteristics of CZTSe thin film solar cells fabricated by SeS₂ and S powder source

○ Fabrication of CZTSSe with photovoltaic efficiency of 12.3 % by S powder source

2. The development of CZTS(Se) thin film solar cells using sputtering process
○ Comparative analysis of the characteristics of CZTSe thin film solar cells through supply of Se source

○ 11.47 % CZTSe thin film solar cell fabricated by selenization under 1 g Se supply
○ The development of CZTS(Se) optical absorption layer by selenization and sulfo -selenization of metal precursor layer

○ Development of metal deposition process in low pressure and high power sputtering
○ Fabriation of CZTS system absorber layer using pure metal precursor layer
○ Development and optimizations of RTP system in thermal process
○ Fabrication and analysis of 13.4 % CZTSSe cell in sulfur ambient condition

3. The study on secondary phases of CZTSSe absorber layer
○ Analysis of presence of ZnSe and SnSe secondary phase in CZTS absorber layer
○ Development of ZnSe and SnSe secondary phase removal process by selective etching

4. The improvement of cell performance by buffer , back contact, and device process
○ Deposition and experiment of buffer layer for optimum bandgap contorl
- Study of device efficiency change by various source concentrion
- High concentration of sulfur and cadmium source cause to decrease device parameter
- Study of device efficiency chage by various deposition time of buffer layer
- Thick buffer layer cause to increase V_oc, but J_sc is decreased.

○ Study of the Anti-Reflection Coating(MgF₂ & Si nanoparticles) effect on the performance of CZTS solar cells
- Deposition optimization for vacuum and solution ARC process, and systematic study of CZTS performance before/after using vacuum and solution ARC

○ Study of CZTS performance employing oxide buffer layers(MoO_x), and transparent conducting oxides(ITO and FTO) for back contact electrode
- Observation of the interfacial layer with buffer layers and development of CZTS solar cells on TCO(ITO, FTO) back contact

○ The improvement of conversion efficiencies of Cu₂ZnSnS₄-Based Thin Film Solar Cells with Cd Partial Electrolyte treatment

○ Study of Cd Partial Electrolyte treatment on CZTS thin film solor cells

○ Optimization of Cd Partial Electrolyte treatment on CZTS thin film solor cells with CdS thickness

(출처 : SUMMARY 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• S U M M A R Y ... 7
• C O N T E N T S ... 10
• 목차 ... 11
• 표목차 ... 13
• 그림목차 ... 14
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 16
• 1. 연구개발의 목적 및 필요성 ... 16
• 2. 연구개발의 범위 ... 20
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 22
• 제 1 절 저가형 에너지 신소재 탐색 및 성장조건 개발 ... 22
• 1. 진공 공정 기술 현황 ... 24
• 2. 용액 공정 기술 현황 ... 32
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 39
• 제 1 절 태양전지 소자 기초 이론 ... 39
• 1. 태양전지 기초 이론 ... 39
• 제 2 절 고효율 CZTS계 태양전지 기술개발 ... 44
• 1. 황/셀렌 조성비 조절을 통한 CZTSSe 밴드갭 엔지니어링 연구 ... 45
• 2. 스퍼터링 공정을 이용한 CZTS계 태양전지 기술 개발 ... 50
• 3. CZTS계 2차상 제거 공정 최적화 ... 60
• 제 3 절 CZTS 소자 기술 개발 ... 65
• 1. 버퍼층 Band offset 최적화 공정 연구 ... 65
• 2. 고품질 반사방지막 성장을 위한 진공 및 용액공정 최적화 ... 69
• 3. 후면 전극 기술 개발 ... 76
• 4. Cd Partial-electrolyte을 이용한 흡수층 표면처리 공정 개발 ... 81
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 87
• 1. 연구개발 목표의 달성도 ... 87
• 2. 관련분야의 기술발전 기여도 ... 87
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 88
• 1. 추가연구의 필요성 ... 88
• 2. 타 연구에의 응용 및 기업화 추진방안 ... 89
• 3. 활용계획 ... 89
• 4. 기대효과 ... 90
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 91
• 제 7 장 참고문헌 ... 95
• 끝페이지 ... 106