| 초록 |
산화물 이종접합 태양전지는 p-형과 n-형의 서로 다른 극성을 띄는 금속 산화물을 접합하여 만드는 태양전지이다. 산화물 이종접합 태양전지는 수십 나노미터에서 수 마이크로미터 두께의 금속 산화물 박막과 전극을 이용하여 제작할 수 있기 때문에 비용, 활용적 측면에서 특히 우수하다고 할 수 있다. 한편, 산화물 이종접합 태양전지의 효율은 그 태양전지를 구성하는 산화물 또는 전극 사이의 원활한 접합과 함께 생성된 캐리어가 원활한 이동을 할 수 있는 전자구조가 중요한 영향을 미친다. 특히 태양전지 내의 전자구조는 태양광에 의해 생성된 캐리어가 얼마나 재결합되지 않고 전류를 생성하는지를 결정하는 중요한 요인이다. 본 연구에서는 이종접합 태양전지에서의 p-형 반도체와 n-형 반도체의 배열순서에 따른 광전류와 전자 밴드 구조의 변화 효과에 대해 다루었다. 태양전지 구조에서 FTO는 p-형 전극으로 사용되고, p-형의 Cu2O, n-형의 ZnO, 마지막으로 Al n-형 전극을 사용하였다. Cu2O/ZnO의 기본적인 p/n 접합을 기본으로 광전류 스펙트럼의 변화를 확인하기 위하여 두가지 스택 구조를 배열에 따라 준비하였다: FTO/Cu2O/ZnO/Al 구조와 FTO/ZnO/Cu2O/Al 구조. 이종접합 태양전지는 UV-vis spectrocopy, X-ray photoemission spectroscopy, Diode current-voltage, Incident photon-to-current efficiency (IPCE) 을 통해 각 구조의 특성을 비교하였다. 결과적으로 이종접합 태양전지의 스펙트럼은 빛이 입사되는 첫번째 반도체 층의 밴드갭 에너지에 영향을 많이 받았다. 그러므로 우리는 이종접합 태양전지에서 Cu2O 위의 ZnO의 IPCE가 ZnO위의 Cu2O 보다 더 나은 결과를 확인하였고 밴드구조 분석을 통해 전자 이동에 가능한 메커니즘을 제시한다. |
