KR20120081349A - 도펀트의 주기적 주입을 이용한 유기금속 화학 기상 증착법에 의해 형성된 투명 전도막 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도펀트의 주기적 주입을 통하여 유기금속 화학 기상 증착법에 의한 박막 태양전지용 산화아연 투명 전도막의 제조 방법에 관한 것으로서, 아연 함유 유기 금속 및 산소함유 기체를 별개의 라인을 통해 반응기에 주입시키고, 동시에 전도성 향상을 위해 3족 원소를 포함하는 기체 및 유기금속물질을 주기적으로 반응기에 주입하고, 5 mmHg의 압력, 150도 정도의 내부온도를 갖는 반응기 조건하에서 반응시켜, 우수한 전기 전도도 및 광 투과도를 가지며 입사빔의 흡수를 극대화 시킬 수 있는 높은 표면 거칠기를 가진 산화아연 투명 전도막을 성장시키는 것을 포함하며, 본 발명에 따른 도펀트의 주기적 도입을 통한 유기금속 화학 기상 증착법에 의하면, 투명 전도막의 대량생산이 가능하고 전도도 향상을 위해 도펀트로 사용되는 유기금속 물질 및 기체의 양을 획기적으로 줄일 수 있다.
Description
본 발명은 박막 태양전지용 투명 전도막의 제조방법에 관한 것이다. 상기 투명 전도막은 유기금속 화학 기상 증착법을 이용하여 형성되며, 이때 전기 전도도 향상을 위한 도펀트는 주기적으로 반응기에 주입된다. 이렇게 형성된 투명 전도막은 저저항과 고투과율 및 우수한 입사빔 산란를 위한 높은 표면 거칠기를 나타낸다.
산화아연은 3.36 eV의 넓은 밴드갭을 가지는 대표적 투명 산화물 직접천이 반도체 소재로서 엑시톤 결합에너지가 60 meV로 상온에서 엑시톤을 이용한 청색과 자외선 영역에서의 LED 및 LD등의 발광소자를 비롯한 광 검출소자 (photo sensor) 등 III-V계의 화합물 반도체를 대체할 차세대 광전 소자용 소재로의 응용이 기대되고 있다. 또한 자외선 및 청색광 차단체, 가스센서, 표면 음향파 (surface acoustic wave) 소자, 자외선 계열의 광센서, 차세대 디스플레이의 투명 트랜지스터의 active layer 등으로 널리 연구 되고 있다.
산화아연의 산업적 응용으로 가장 유망한 분야가 투명 전도성 산화물 (Transparent Conducting Oxide: TCO)이다. TCO는 가시광선 영역에서 투명성을 가지는 광학적 특성과 더불어 절연성에서부터 높은 전도성까지 전기적 특성을 제어할 수 있기 때문에 태양전지 (Solar Cell), 평면 디스플레이, 기능성 코팅 등 많은 분야에 응용되어 연구 되어 왔다. 현재 디스플레이나 태양전지에서 널리 사용되고 있는 인듐주석산화물 (ITO)의 경우 환경 문제나 인체 유해성, 자원의 제한성 및 높은 가격으로 인한 낮은 경제성 등의 문제가 있는 것과는 달리, 보론 (B), 알루미늄 (Al), 인듐 (In), 갈륨 (Ga) 등이 도핑된 ZnO 박막은 높은 전기 전도도를 가지며, 인체에 무해하며, 친 환경적이며, 매장량이 풍부한 인한 경제성 있는 물질로, 디스플레이 및 태양전지용 투명전극으로 주목 받고 있다.
현재까지 산화아연 투명 전도막의 증착 방법으로는 대부분 스퍼터링 (sputtering)이나 펄스레이저 증착 (pulsed laser deposition) 등과 같은 물리적 증착 방법으로 성장된 것이 대부분이고, 유기금속 화학기상 증착법은 상대적으로 연구가 미진한 실정으로, 실제 대면적 Macro electronics로 구분되는 디스플레이나 LED, solar cell 같은 분야에서는 유기금속 화학기상 증착법과 같은 대면적 증착 기술이 필요하다. 특히 유기금속 화학 기상 증착법의 경우는 스퍼터링과 달리 etching 공정 없이, 거친 표면의 전도막을 증착 시킬수 있어, 빛의 산란을 증가시켜 태양전지 광 흡수층에 입사되는 태양광의 흡수를 향상 시킬 수 있고, 전기 전도도 향상을 위해 다양한 도펀트를 사용할 수 있으며 또한 스퍼터링 방법과 달리 플라즈마 공정을 사용하지 않기 때문에 플라즈마 손상에 의한 태양전지의 효율 감소를 피할 수 있다는 장점이 있다.
일반적으로 투명 전도막의 전기 전도도는 막 내부의 캐리어 (전자 또는 정공) 농도와 캐리어의 이동도에 의존한다. 즉 캐리어의 농도와 캐리어의 이동도가 높으면 전도막의 전기 전도도가 향상된다. 하지만 일반적으로 캐리어의 농도가 높으면 캐리어의 이동도가 감소하고 또한 Free Carrier Absorption (FCA) 현상에 의해 장파장 영역에서의 투과도가 감소하게 된다. 따라서 태양전지용 투명 전도막의 경우는 전기 전도도가 높게 유지되면서 입사되는 태양광을 흡수하지 않아야 하므로 캐리어의 농도가 높은 것 보다는 이동도가 높은 막의 경우가 더 바람직하다. 한편 스위스의 S. Fay그룹에서 연구한 결과, 유기금속 화학 기상 증착법의 경우에 도펀트 (B)의 도핑양을 증가시키면 박막의 캐리어의 농도가 증가하지만 산화아연 막의 표면 입자 크기가 감소하여 캐리어의 이동도가 감소하고 또한 표면 거칠기가 감소하여 태양전지 광 흡수층에서 입사되는 태양광의 흡수가 저하되는 현상이 확인 되었다. 또한 스퍼터링 등 다른 증착법을 통한 산화아연 투명 전도막과 마찬가지로 도펀트의 도핑량이 증가함에 따라 장파장 영역에서 FCA에 의한 투과도 감소현상도 나타남이 보고되고 있다. 따라서 앞서 언급한 바와 마찬가지로 태양전지의 응용을 위해서는 산화아연 전도막 내부의 도핑량을 적절히 감소시키고 캐리어의 이동도를 향상시켜 전도막의 전기 전도도는 높게 유지하는 것이 바람직하다. 또한 도핑량을 감소시키면 FCA에 의한 장파장 영역에서의 투과도 감소를 줄일 수 있고, 막의 표면 거칠기를 향상시켜 태양전지 광 흡수층에서 입사되는 태양광의 흡수를 향상 시킬 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 투명 전도막의 높은 전기 전도도를 유지하면서 캐리어의 농도를 줄이고 이동도와 전도막 표면의 거칠기를 향상시켜, 전도막의 투과도를 높이고 태양전지 광 흡수층에서의 입사 태양광의 흡수를 늘려 기존의 유기화학 기상 증착법에 의해 형성된 산화아연 투명 전도막이 안고 있는 특성의 취약성을 개선하는 방법을 제공하여 궁극적으로 박막 태양전지의 효율을 제고하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에서는 상기의 목적을 달성하기 위해 아연(Zn)을 함유하는 유기금속, 산소(O)를 함유하는 기체, 도펀트(dopant) 원소를 함유하는 가스 및 도펀트 원소를 함유하는 유기금속을 별개의 라인을 통해 반응기에 주입시키면서 가열된 기판 위에 전도막을 성장시키는 것을 특징으로 하는, 유기 금속 화학 기상 증착법을 이용한 산화아연 투명 전도막의 제조방법을 제공한다.
바람직하게는 상기 아연을 함유하는 유기금속은 디메틸아연, 디에틸아연. 아연 아세테이트, 아연 아세테이트 무수물 및 아연 아세틸아세토네이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 인 것을 특징으로 할 수 있다.
바라직하게는 상기 산소를 함유하는 기체는 수증기(water vapor), O2, CO2 및 O3로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 인 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 도펀트 원소를 함유하는 기체는 다이보레인 가스인 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 도펀트 원소를 함유하는 유기금속은 트라이메틸갈륨, 트라이메틸알루미늄 및 트라이메틸인듐으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 인 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 도펀트 원소를 함유하는 기체 및 상기 도펀트 원소를 함유하는 유기금속은 상기 반응기 내에 주기적으로 주입되는 것을 특징으로 할 수 있다.
더욱 바람직하게는 상기 주기적인 주입은 산화아연이 기판내에 증착되는 4초당, 도펀트 원소를 함유하는 기체 및 도펀트 원소를 함유하는 유기금속이 반응기 내에 1초씩 주입되는 것임을 특징으로 할 수 있다.
상기 전도막은 자유전자 농도가 1.8 x 1020 cm- 3 이고, 자유전자 이동도가 35 cm2/Vs 인 것으로 기존 방식에 의한 전도막과 비교하여 전기 전도도는 비슷하면서 투과도 및 입사광 산란 능력은 훨씬 우수한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 본 발명에서는 상기 방법 중 선택된 어느 하나의 방법으로 제조된 산화아연 투명 전도막을 제공하고, 나아가 상기 산화아연 투명 전도막을 포함하는 태양전지 소자를 제공한다.
한편 본 발명의 산화아연 투명 전도막은 기존의 유기금속 화학 기상 증착법과는 달리 도펀트로 사용되는 물질을 주기적으로 반응기에 주입하여, 도펀트를 전도막에 도핑시켜 투명 전도막으로 사용하기에 충분한 전기 전도도를 갖는 산화아연 투명 전도막을 제조한다. 도펀트로 사용되는 물질의 반응기 내부로의 주기적 주입은 반응기 앞단에 설치된 공압밸브를 사용하여 이루어지며 공압밸브의 작동은 컴퓨터로 프로그램화 하여 진행한다.
상기한 본 발명에 의한 산화아연 투명 전도막은 기존의 방식에 의해 형성된 투명 전도막과 비교하여 전도막의 전기 전도도는 비슷하면서 전체 파장 영역에서의 입사 태양광의 산란이 우수하고 또한 장파장 영역에서의 입사 태양광의 투과도도 우수하여 박막 태양전지의 양자 효율 및 성능이 향상되는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 의한 유기금속 화학 기상 증착법의 경우는 도펀트 물질을 반응기에 주기적으로 주입함으로써 도펀트 물질의 사용량을 획기적으로 줄일 수 있어 친 환경적이며, 대량생산에 용이한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 사용된 유기 금속 화학 기상 증착 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 산화아연 투명 전도막 증착 공정의 개략도이다.
도 3은 여러 가지 도핑 주기를 갖는 산화아연 전도막 및 비교 대상 산화아연 막의 X-선 회절 패턴을 나타내는 그래프이다.
도4 (a), (b), (c)는 4초의 도핑 주기를 갖는 산화아연 전도막과 비교 대상 산화아연 막의 주사 전자 현미경을 통한 표면 형상을 보여주는 사진이다.
도 5 (a), (b)는 여러 가지 도핑 주기를 갖는 산화아연 전도막 및 비교 대상 산화아연 막의 전기적 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6 은 4초의 도핑 주기를 갖는 산화아연 전도막과 비교 대상 산화아연 막의 광학적 특성을 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 산화아연 투명 전도막 증착 공정의 개략도이다.
도 3은 여러 가지 도핑 주기를 갖는 산화아연 전도막 및 비교 대상 산화아연 막의 X-선 회절 패턴을 나타내는 그래프이다.
도4 (a), (b), (c)는 4초의 도핑 주기를 갖는 산화아연 전도막과 비교 대상 산화아연 막의 주사 전자 현미경을 통한 표면 형상을 보여주는 사진이다.
도 5 (a), (b)는 여러 가지 도핑 주기를 갖는 산화아연 전도막 및 비교 대상 산화아연 막의 전기적 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6 은 4초의 도핑 주기를 갖는 산화아연 전도막과 비교 대상 산화아연 막의 광학적 특성을 나타내는 그래프이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 투명 전도막의 전기 전도도를 향상시키기 위하여 사용되는 도펀트의 주기적 주입을 이용한 유기 금속 화학 기상 증착법을 이용하였으며, 반응 전구체로서 아연-함유 유기금속, 산소-함유 기체 및 도펀트로 사용되는 원소 (B, Ga, In, Al)를 포함하는 기체 및 유기금속 물질을 이들의 전반응을 억제하기 위하여 각각 별개의 라인 및 복층 구조의 샤워헤드를 통해 반응기에 주입시키고, 5 mmHg의 압력, 150 oC 의 내부 온도의 반응 조건에서, 산화아연 투명 전도막의 제조 방법을 제공한다. 이때, 도펀트로 사용되는 원소를 포함하는 기체 및 유기금속의 경우에는 반응기 앞단에 공압 밸브를 설치하여 일정한 시간 간격으로 주기적으로 반응기로 주입시키며 시간 간격 및 밸브의 작동은 컴퓨터를 이용하여 통제한다.
상기 반응물질들, 즉 아연-함유 유기금속 및 산소-함유 기체의 수송가스 (Ar) 유량은 150 내지 200 sccm 의 범위, 도펀트 원소를 포함하는 기체 혹은 유기금속 물질의 유량은 1 내지 2 sccm 범위인 것이 바람직하다.
이하 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 사용되는 유기금속 화학 기상 증착 장치의 개략도로서, 본 발명의 산화아연 투명 전도막 제조 방법에 따르면, 별개의 반응물질 라인을 사용하여 반응물질들이 기판에서 반응하기 전에 기체 상태에서 미리 반응하는 현상을 방지함으로써, 미리 반응하여 생길 수 있는 입자에 의한 산화아연 투명 전도막의 품질이 저하되는 것을 현저히 감소 시킬 수 있다.
또한 산화아연 투명 전도막을 제조하기 위해 사용되는 본 발명의 유기 금속 화학 기상 증착법은 MFC (mass flow controller) 를 통해 수송가스 및 도펀트 가스의 유량 제어를 통해 반응물질들의 유량 제어가 용이하고, 주입되는 도펀트 가스의 횟수 조절이 용이하여, 산화아연 투명 전도막 내 도펀트의 농도를 조절하는 것이 가능하며, 원하는 농도로 증착 시킬 수 있는 비례적 증착이 가능하다.
본 발명에 사용된 아연-함유 유기금속으로는 디메틸아연 (Zn(CH3)2), 디에틸아연 (Zn(C2H5)2) 등을 들 수 있다. 본 발명에 사용된 산소-함유 기체로는 수증기, O2, CO2 등을 들 수 있다. 또한 도펀트 원소를 포함하는 기체 및 유기물에는 다이보레인 (B2H6), 트라이메틸알루미늄 (Al(CH3)3), 트라이메틸갈륨 (Ga(CH3)3) 등을 들 수 있다.
본 발명에 의해 제조된 산화아연 투명 전도막의 결정 배향성 및 전기 전도도, 투과도를 측정한 결과를 각각 도 3, 도 5 및 도 6에 나타내었다. 이로부터 상기 산화아연 투명 전도막은 우수한 결정성을 가지며, 전기전도도 및 투과도 또한 우수함을 알 수 있다. 또한 본 발명의 방법에 의하면 사용되는 도펀트 양을 획기적으로 줄일 수 있으며 대면적화도 가능해 산화아연 투명 전도막의 대량 생산에도 이점이 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
<실시예>
도 1에 도시된 유기금속 화학 기상 증착 장치를 사용하여 유리기판 (Corning 1737) 위에 산화아연 전도막을 성장시켰다. 반응물질로서 디에틸아연, 수증기 및 다이보레인 가스를 사용하였고, 수송 가스로서 아르곤을 사용하였다. 분리된 라인들을 통해 디에틸아연을 함유한 아르곤, 수증기를 함유한 아르곤 및 다이보레인 가스를 각각 반응기 내로 주입하였다. 디에틸아연의 수송가스 유량은 200 sccm, 수증기의 수송가스 유량은 150 sccm, 다이보레인 가스의 유량은 2 sccm으로 고정하고 다이보레인이 반응기에 주입되는 시간은 1초, 가스 주입 사이의 시간 간격을 3초, 5초, 9초, 19초로 하여 산화아연 막에 보론이 도핑되는 주기를 각각 4초, 6초, 10초, 20초로 정하여 약 30분간 증착을 통해 막을 형성시켰다. 이때 산화아연 막의 총 증착 시간은 30분 (1800초) 이므로 각 주기에 따른 다이보레인 주입 횟수는 450회, 300회, 180회, 90회로 정해진다. 도 2에 본 발명의 산화아연 증착 공정에 대한 개략도가 잘 나타나있다. 이때 비교를 위해 도핑하지 않은 산화아연 막과 기존의 유기금속 화학 기상 증착법에 의한 산화아연 전도막도 함께 증학하였다.
증착 반응의 완료 후, 단면 주사 전자 현미경법으로 측정한 결과, 형성된 산화아연 투명 전도막의 두께는 2~2.5 ㎛ 이었다. 그리고 상기 박막의 표면 형상 또한 주사 전자 현미경법으로 측정되었고 전도막 표면의 거칠기는 원자힘 현미경 법 (AFM) 으로 분석되었으며, 전도막의 결정성은 X-선 회절법 (XRD)으로, 전도막의 전기적, 광학적 특성은 각각 홀 측정 (Hall measurement) 및 자외선-가시광선 분광법 (UV-Vis spectrometer) 로 측정하였다.
1) XRD 분석
비교예로서 도핑하지 않은 산화아연 막과 기존 유기금속 화학 기상 증착법에 의해 형성된 산화아연 전도막, 서로 다른 도핑 주기를 갖는 산화아연 전도막을 유리 기판 위에 형성시키고, 이들 막에 대한 XRD θ-2θ 스캔 결과를 도 3에 나타내었다. 이들은 모두 두드러진 ZnO (11-20) 피크를 나타냄으로써, 산화아연 막들이 (11-20) 방향을 따라 크게 배향되었음을 알 수 있다. 또한 도핑 유무 및 도핑 방법에 관계없이 모든 막의 배향성이 같은 것으로 보아 산화아연 막의 배향성에 도핑 정도는 크게 영향을 주지 않을 알 수 있다.
2) 주사 전자 현미경 및 원자힘 현미경에 의한 표면 분석
비교예로서 도핑하지 않은 산화아연 막과 기존 유기금속 화학 기상 증착법에 의해 형성된 산화아연 전도막, 4초의 도핑 주기를 갖는 산화아연 전도막을 유리 기판 위에 형성시키고, 주사 전자 현미경을 이용한 표면 분석 결과를 도 4 (a),(b),(c)에 나타내었다. 도 4 (a),(b),(c)에서 볼 수 있듯이 산화아연 전도막의 표면이 피라미드 형상을 보임을 알 수 있다. 이는 유기금속 화학 기상 증착법에 의해 형성된 산화아연 막의 결정 배향성에 의한 결과로 기존 연구 보고와 일치하는 결과이다. 이 결과에서 한 가지 주목할 점은 기존의 유기화학 기상 증착법에 의해 형성된 산화아연 막의 경우 표면 입자의 크기가 도핑되지 않은 산화아연 막 및 4초 주기로 도핑된 산화아연 전도막에 비해 크게 감소되었다는 것이다. 이러한 표면 입자 크기의 감소 결과로 표면의 거칠기 또한 감소 되었다고 예상할 수 있는데 원자힘 현미경에 의한 표면 거칠기 분석 결과 도핑하지 않은 산화아연 막의 경우는 89.5 nm, 4초 주기로 도핑된 산화아연 전도막은 87.5 nm, 기존 방식에 의해 도핑된 산화아연 전도막은 65.3 nm 정도로 실제로 기존 방식에 의해 도핑된 산화아연 전도막은 도핑에 의해 표면 거칠기가 감소되었음을 확인 할 수 있었고, 주기적인 도펀트 주입에 의해 형성된 산화아연 전도막은 표면 거칠기 변화가 없는 것으로 보아 도펀트의 주기적 주입에 의한 산화아연 전도막의 입사빔 산란 효과가 더 크고 이에 따라 태양전지 흡수층에서의 입사 태양광 흡수도 더 클 것으로 예상할 수 있다.
3) 홀 분석을 이용한 전기적 특성 평가
홀 분석을 이용하여 도핑하지 않은 산화아연 막과 기존 유기금속 화학 기상 증착법에 의해 형성된 산화아연 전도막, 다양한 도핑 주기를 갖는 산화아연 전도막의 전기적 특성 분석 결과를 도 5 (a),(b)에 나타내었다.
먼저 도 5 (a)의 산화아연 막의 비저항을 보면 도핑 주기가 짧아질수록 산화아연 막의 비저항이 감소하여 도핑주기가 4초 일 때는 기존 방식에 의해 형성된 산화아연 전도막과 동일한 비저항을 가지는 막을 얻을 수 있음을 확인 할 수 있다. 그리고 도 5(b)에 각 산화아연 막의 캐리어 농도 및 이동도를 보면 도핑 주기가 짧아짐에 따라 캐리어의 농도가 증가함을 확인 할 수 있다. 하지만 이동도의 경우는 도핑 주기가 짧아져도 큰 변화가 없음을 확인할 수 있고, 이동도 값이 주기적 도핑에 의한 산화아연 전도막의 경우는 도핑하지 않은 산화아연 막과 비슷한 값을 가지는 반면 기존 방식에 의해 도핑된 산화아연 전도막은 이동도 값이 크게 감소함을 확인 할 수 있다. 이런 자유전자 농도 및 이동도의 차이는 도핑 방식의 차이에 기인한 것으로 생각되며, 기존 방식에 의해 형성된 산화아연 전도막의 경우는 자유전자의 농도가 높고, 도4에서 볼 수 있듯이 표면 입자 크기 또한 감소했기 때문에 이온화된 불순물과 입자 경계에서의 캐리어 산란에 의해 이동도가 감소된 것으로 예상된다. 즉, 4초의 주기로 도핑된 산화아연 전도막과 기존 방식에 의해 형성된 산화아연 전도막은 비슷한 비저항을 가지고 있으나 실제 자유전자 농도 및 이동도는 다른 값을 가지는 것을 확인 할 수 있다.
4) 자외선-가시광선 분광법을 이용한 광학적 특성 평가
자외선-가시광선 분광법을 이용하여 도핑하지 않은 산화아연 막과 기존 유기금속 화학 기상 증착법에 의해 형성된 산화아연 전도막, 4초의 도핑 주기를 갖는 산화아연 전도막의 광학적 특성 분석 결과를 도 6 에 나타내었다. 도 6의 결과를 보면 4초 주기로 도핑된 막의 경우는 기존 방식에 의해 형성된 산화아연 전도막에 비해 장파장 영역에서의 투과도가 훨씬 높음을 알 수 있다. 이는 앞서 도 5에서 확인한 자유전자 농도 차이에 기인한 것으로 캐리어 농도가 높은 기존 방식에 의해 형성된 산화아연 전도막의 경우 장파장 영역에서 FCA에 의해 투과도 감소가 크게 일어났기 때문이다. 또한 도 4에서 확인했듯이 4초 주기로 도핑된 산화아연 전도막의 경우 기존 방식에 의해 형성된 산화아연 전도막에 비해 표면 입자 및 거칠기가 크게 나타났는데 이로 인해 전 파장 영역에서 산란 투과도가 훨씬 높음을 확인할 수 있다. 이 두 결과로부터 4초 주기로 도핑된 산화아연 전도막의 경우 태양전지의 광 흡수층에서의 입사 태양광의 흡수를 더욱 향상시켜 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있을 것으로 예상할 수 있다.
Claims (10)
- 아연(Zn)을 함유하는 유기금속, 산소(O)를 함유하는 기체, 도펀트(dopant) 원소를 함유하는 가스 및 도펀트 원소를 함유하는 유기금속을 별개의 라인을 통해 반응기에 주입시키면서 가열된 기판 위에 전도막을 성장시키는 것을 특징으로 하는, 유기 금속 화학 기상 증착법을 이용한 산화아연 투명 전도막의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 아연을 함유하는 유기금속은 디메틸아연, 디에틸아연. 아연 아세테이트, 아연 아세테이트 무수물 및 아연 아세틸아세토네이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 금속 화학 기상 증착법을 이용한 산화아연 투명 전도막의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 산소를 함유하는 기체는 수증기(water vapor), O2, CO2 및 O3로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 금속 화학 기상 증착법을 이용한 산화아연 투명 전도막의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 도펀트 원소를 함유하는 가스는 다이보레인 가스인 것을 특징으로 하는 유기 금속 화학 기상 증착법을 이용한 산화아연 투명 전도막의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 도펀트 원소를 함유하는 유기금속은 트라이메틸갈륨, 트라이메틸알루미늄 및 트라이메틸인듐으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 금속 화학 기상 증착법을 이용한 산화아연 투명 전도막의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 도펀트 원소를 함유하는 가스 및 상기 도펀트 원소를 함유하는 유기금속은 상기 반응기 내에 주기적으로 주입되는 것을 특징으로 하는 유기 금속 화학 기상 증착법을 이용한 산화아연 투명 전도막의 제조방법.
- 제6항에 있어서, 상기 주기적인 주입은 산화아연이 기판내에 증착되는 4초당, 도펀트 원소를 함유하는 가스 및 도펀트 원소를 함유하는 유기금속이 반응기 내에 1초씩 주입되는 것임을 특징으로 하는 유기 금속 화학 기상 증착법을 이용한 산화아연 투명 전도막의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 전도막은 자유전자 농도가 1.8 x 1020 cm- 3 이고, 자유전자 이동도가 35 cm2/Vs 인 것을 특징으로 하는 유기 금속 화학 기상 증착법을 이용한 산화아연 투명 전도막의 제조방법.
- 제1항 내지 제8항 중 선택된 어느 하나의 방법으로 제조된 산화아연 투명 전도막.
- 제1항 내지 제8항 중 선택된 어느 하나의 방법으로 제조된 산화아연 투명 전도막을 포함하는 태양전지 소자.
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