The $Cu_2ZnSnSe_4$ (CZTS) thin film solar cell has drawn significant attention due to its earth-abundant and non-toxic constituents as a solar cell absorber. CZTS, however, possesses intrinsic drawbacks including phase insta-bility, secondary phases, and defects that harm the device performance. Considering the ease of processing con-ditions to achieve CZTS with a pure-phase, CZTS solar cells were prepared by thermal co-evaporation. The an-nealing conditions including temperature and Se vapor were adjusted in such a way to suppress the Sn-loss and to reduce the thickness of $MoSe_2$. Also, CdS thickness was controlled to improve the incident light collection. Afterwards, we focused on passivating the interface of CZTS - both a front CZTS surface and a back CZTS/Mo interface - to reduce the interfacial recombination accounting for the large open-circuit deficit in most of CZTS solar cells. Structural and electrical properties were studied using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS), x-ray diffraction technique (XRD), J-V and external quantum efficiency measurement (EQE), and low-temperature photoluminescence (PL) analysis. The effect of interface passivation in correlation with the device performance were studied as well.
$Cu_2ZnSnSe_4$ (CZTS) 박막 태양 전지는 범용성에 무독성인 원소로 이루어져 있어 광흡수층으로써 각광을 받아왔다. 그러나 CZTS 태양전지는 소자 특성에 반하는 상의 안정성, 이차상, 결함과 같은 문제점을 지니고 있다. 이러한 점을 고려하여 증착조건의 미세한 조절을 통한 단일상의 CZTS박막 증착을 위해 진공 열 동시 증발법을 이용하여 CZTS를 증착하였다. 또한 온도와 셀레늄 분압과 같은 열처리 조건을 조절하여 주석 손실량과 $MoSe_2$ 의 두께를 줄이도록 하였다. 뿐만 아니라 빛 수집량을 늘리기 위하여 CdS 두께도 조절하였다. 그 후 CZTS 태양전지의 가장 큰 문제점인 개방전압 손실을 줄이기 위하여 계면에서의 재결합 속도를 늦추기 위한 방법으로 CZTS 상하부 계면 패시베이션 전략을 도출하였다. 구조적 및 전기적 특성 및 상하부 계면 패시베이션과 소자 특성관의 상관관계는SEM, EDS, XRD, J-V 측정, EQE 측정, LT-PL 분석과 같은 방법을 통해 연구하였다.
