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용액 전구체의 닥터블레이드 코팅 및 셀렌화 열처리를 통한 CuInSe<sub>2</sub> 박막 태양전지용 광흡수층 제조
김재웅,안세진,윤재호,이정철,윤경훈,Kim, Chae-Woong,Ahn, Se-Jin,Yun, Jae-Ho,Lee, Jeong-Chul,Yoon, Kyung-Hoon 한국재료학회 2008 한국재료학회지 Vol.18 No.6
In this paper, a novel non-vacuum technique is described for the fabrication of a $CuInSe_2$ (CIS) absorber layer for thin film solar cells using a low-cost precursor solution. A solution containing Cu- and Inrelated chemicals was coated onto a Mo/glass substrate using the Doctor blade method and the precursor layer was then selenized in an evaporation chamber. The precursor layer was found to be composed of CuCl crystals and amorphous In compound, which were completely converted to chalcopyrite CIS phase by the selenization process. Morphological, crystallographic and compositional analyses were performed at each step of the fabrication process by SEM, XRD and EDS, respectively.
용액 코팅법에 의해 제조된 저가형 CIS박막의 특성연구
김재웅(Kim, Chae-Woong),안세진(Ahn, Se-Jin),윤재호(Yun, Jae-Ho),이정철(Lee, Jeong-Chul),윤경훈(Yoon, Kyung-Hoon) 한국신재생에너지학회 2007 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2007 No.06
본 연구에서는 Cu와 In 성분을 포함하는 메탄올 용액을 닥터 블레이딩 방법으로 코팅한 후 이를 Se Evaporator 열처리하여 CIS 광흡수층을 제조하였다. Cu(NO_{3})_{2}, INCl_{3} 를 출발 물질로 선정하고, 이를 메탄올 용매에 녹여 전구체 용액을 만든 후, 여기에 유기물 바인더 물질을 첨가하여 닥터 블레이드 코팅에 적합한 점도를 맞춘 후, 이를 Mo/glass 기판에 코팅하였다. 코팅된 Cu, In 함유 유기물 혼합체를 공기중에서 1차 열처리 한 후 Evaporator 를 이용해 Selenization 하여 태양전지용 CIS 광흡수층을 만들었다. 본 연구에서는 전구체 합성, 유기물 첨가, 공기중 열처리 및 Se 열처리 각 단계에서 광흡수층 막의 형상, 결정구조, 화학조성의 변화과정을 분석하여 CIS 박막의 형성 과정을 고찰하였다. 특히 Se 증발 온도가 CIS막의 특성과 조성에 미치는 영향을 분석하여, 최적의 셀렌화 조건을 도출하고자 하였다.
김재웅(Kim, Chae-Woong),안세진(Ahn, Se-Jin),윤경훈(Yoon, Kyung-Hoon) 한국신재생에너지학회 2006 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2006 No.11
본 연구에서는 Cu와 In 성분을 포함하는 메탄을 용액을 닥터 블레이딩 방법으로 코팅한 후 이를 Se 분위기에서 열처리하여 CIS 광흡순층을 제조하였다 Cu(NO₃)₂,;InCl₃를 출발 물질로 선정하고, 이를 메탄을 용매에 녹여 전구체 용액을 만든 후 여기에 유기물 바인더 물질을 첨가하여 닥터 블레이드 코팅에 적합한 점도를 맞춘 후. 이를 Mo/glass 기판에 코팅하였다. 코팅된 Cu, In 함유 유기물 혼합체를 공기중에서 1차 열처리 후 Se 분위기에서 열처리하면 태양전지용 CIS 광흡수층을 얻게 된다 특히 본 연구에서는 전구체 합성, 유기물 첨가, 공기중 열처리 및 Se 열처리 각 단계에서 광흡수층 막의 형상, 결정구조, 화학조성의 변화과정을 분석하여 CIS 박막의 형성 과정을 고찰하였다.
김재웅(Kim, Chae-Woong),김대성(Kim, Dae-Sung),김태성(Kim, Tae-Sung),김진혁(Kim, Jin-Hyeok) 한국신재생에너지학회 2009 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.11
CIS계 화합물 태양전지는 높은 광흡수계수와 열적 안정성 및 Ga 조성 조절을 통한 밴드갭 조절이 용이해 고효율 박막 태양전지로 각광 받고 있다. CIS 태양전지의 광 흡수층 제조 방법으로는 여러 가지 방법이 있지만 본 연구에서는 가장 높은 에너지 변환 효율을 달성한 Co-Evaporation 방법을 사용하기로 하였다. 미국의 NREL의 경우 Co-Evaporation 방법을 사용해 20%의 에너지 변환 효율을 달성한 바가 있다. 하지만 이러한 효율의 태양전지는 실험실에서 연구용으로 제작한 아주 작은 면적으로 태양전지 양산화에 그대로 적용하기는 힘들다. 따라서 CIGS 태양전지의 양산화 적용을 위해 대면적화가 필수적이다. 본 연구에서는 기존의 3 stage 방식을 이용해 광흡수층을 증착하여 최적화 조건을 연구하였다. 또한 기판의 면적 증가에 따라 효율과 Voc, Jsc, F.F가 얼마나 감소하는지 실험하여 보았다. 기판은 soda lime glass를 사용 하였으며 후면 전극으로 약1{mu}m 두께의 Mo를 DC Supptering 방법을 이용해 증착하였다. 다음으로 약 2{mu}m이상의 광흡수층을 Co-Evaporation 방법을 이용하여 증착 하였으며 buffer층으로는 약 50nm의 CdS층을 CBD방법을 이용하여 제조 하였다. TCO층으로 약 50nm의 i-ZnO와 약 450nm의 Al-ZnO를 RF Sputtering 방법을 이용하여 증착 하였다. 마지막으로 앞면 전극으로 약 3{mu}m의 Al을 Thermal Evaporation 방법으로 증착하였다. 태양전지 소자의 면적은 0.49cm², 25cm², 100cm²로 각각 면적을 달리하며 효율을 비교 분석하였다.
GTA 오버레이 용접부의 열유동 해석을 위한 용접열원 모델링
김용래,채현병,김재웅,Kim, Yong-Rae,Chae, Hyunbyung,Kim, Jae-Woong 대한용접접합학회 2013 대한용접·접합학회지 Vol.31 No.4
Overlay welding is carried out to improve the corrosion resistance, wear resistance and heat resistance on the surface of the chemical plant and steelmaking plant structures. In overlay welding, control of the bead size and the temperature distribution of weldment are particularly important because that is directly connected to the improvement of quality and productivity. The aim of this study is to model the welding heat source that is very useful to analyze the bead size and temperature distribution of weldment. To find the welding heat source model, numerical analyses are performed by using FE software MSC-marc.