• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제8권3호
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• pp.1-5
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• 2009

In this study, we have shown the power conversion efficiency of organic thin film photovoltaic devices utilizing a conjugated polymer/fullerene bulk-hetero junction structure. We use MDMO-PPV(Poly[2-methoxy-5-(3,7-dimethyloctyloxy -1,4-phenylenevinylene) as an electron donor, PCBM([6,6]-Phenyl C61 butyric acid methyl ester) as an electron accepter, and PEDOT:PSS used as a HTL(Hole Transport Layer). We have fabricated OPV(Organic Photovoltaic) devices as a function of the MDMO-PPV/PCBM concentration from 1:1 to 1:5. The electrical characteristics of the fabricated devices were investigated by means of I-V, P-V, F·F(Fill Factor) and PCE(power conversion efficiency). The power conversion efficiency was gradually increased until 1:4 ratio, also the highest efficiency of 0.4996% was obtained at the ratio.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제34권2호
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• pp.115-120
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• 2021

In this study, composite transparent electrodes were fabricated either from a conductive polymer poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) or silver nanowire (AgNW). Three transparent electrodes such as PEDOT:PSS, PEDOT:PSS and AgNW mixture, and AgNW were fabricated. As for a transparent electrode, measured sheet resistance values were 89.6, 60.6 and 28.6 Ω/sq, and the transmittance values were 80.2, 82.0 and 83.8% while surface roughness (Rq) values were 4.1, 8.1, 20.4 nm for PEDOT:PSS, PEDOT:PSS and AgNW mixture, and AgNW, respectively. To verify the overall performance of these composite electrodes, we applied these electrodes to the top electrode of the solution-processed organic solar cells (OSCs). PEDOT:PSS provided the best performance with a fill factor (FF) of 51.2% and a photoconversion efficiency (PCE) of 2.2%, while traditional metal top electrode OSC provided FF of 60.5% and PCE of 3.1%.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권6호
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• pp.581-593
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• 2022

As energy depletion and environmental pollution problems are intensified, research has been conducted actively on alternative energy sources, an eco-friendly and continuous available energy conversion system. So has been organic solar cells whose efficiency is improved to 18.32%. The photoactive layer inside the solar cell is composed of a donor and a acceptor, and the combination of materials capable of effectively exchanging electrons greatly affects the efficiency of the organic solar cell. Accordingly, various researches have been conducted to improve the efficiency, and the maximum efficiency could be achieved by a solar cell with high carrier generation and low charge recombination characteristics through the introduction of a non-fullerene acceptor and material reconstruction. Organic solar cells are still difficult to commercialize due to their efficiency limitations and light stability, but if a photoactive layer consisting of a donor capable of efficiently absorbing long-wavelength light and an acceptor capable of forming an appropriate energy level is designed, the efficiency of the organic solar cell will reach 20%.

• Current Photovoltaic Research
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• 제11권3호
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• pp.79-86
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• 2023

As we strive to mitigate the environmental impact caused by the use of fossil fuels, the exploration of alternative energy sources has gained significant attention. Solar energy, in particular, has emerged as a promising solution due to its eco-friendly nature and virtually limitless availability. Among the various types of solar cells that harness this abundant energy source, organic solar cells have garnered considerable interest. Organic solar cells feature a photo-active layer composed of organic semiconductors, offering a range of appealing advantages such as cost-effectiveness, flexibility, translucency, and the ability to produce customizable colors. However, the commercialization of organic solar cells has been impeded by certain challenges, notably their relatively low efficiency and stability. To overcome these obstacles and pave the way for wider adoption, researchers have been exploring innovative approaches, including the implementation of ternary blend organic solar cells. This strategy involves introducing a third component into the photo-active layer alongside the organic semiconductors, with the aim of enhancing the overall performance of the solar cell. In this paper, we delve into the issues associated with organic solar cells and focus on one potential solution: ternary blend organic solar cells. Specifically, we examine the application of this approach to PM6:Y6, which stands as one of the most popular combinations of organic semiconductors. By investigating the potential of ternary blends, particularly utilizing PM6:Y6, we aim to accelerate the commercialization of organic solar cells.

• 공업화학
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• 제35권1호
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• pp.61-65
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• 2024

대면적 유기 발광 다이오드, 유기 태양 전지, 박막 트렌지스터의 정공 주입층으로써 CuSCN의 효과가 많이 입증되었다. 따라서 본 연구에서는 용액 공정 조건에 따라 CuSCN의 표면과 광학적, 전기적 분석을 하여 최적화된 필름의 조건을 제시하였다. 다양한 CuSCN 용액의 농도를 제작하여 필름 표면 특성을 확인하였고, 필름의 표면이 소자의 전기적 성능에 영향을 미치는지 확인하였다. CuSCN의 용액의 농도가 낮을 때는 CuSCN의 필름이 형성되지 않고 island 형태로 코팅되었고, 용액의 농도가 증가할수록 CuSCN의 필름이 균일하게 형성하였고 이는 소자의 전도도 향상에 기여하였다. 또한 hole only device를 제작하여 CuSCN의 정공 수송 층으로써의 역할을 입증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.210-210
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• 2013

그래핀은 뛰어난 기계적, 화학적, 광학적, 전기적 특성을 가지고 있는 2차원 물질로, 대면적 합성법과 전사 공정을 통해 다양한 기판에서의 사용이 가능해지면서 차세대 전자 소자로 활용하기위한 활발한 연구가 이루어지고 있다. 디스플레이, 태양전지의 전극과 전계 효과 트랜지스터의 채널로 적용한 연구에서 우수한 결과들을 보이고 있다. 특히, 금속/금속 산화물 전극은 염료 감응형 태양전지와 유기 발광 다이오드 구조에서 화학적으로 불안정할 뿐 아니라 일함수가 고정되어 쇼트키 접촉이 형성되면 저항을 낮추기 어렵지만, 그래핀은 금속/금속 산화물 전극보다 화학적으로 안정하고 일함수의 조절이 가능해 옴 접촉 형성에 용이하다. 그래핀의 일함수를 조절하는 연구는 크게 공유결합과 비공유 결합을 이용한 방법이 시도된다. 공유 결합을 이용한 방법은 합성과정에서 그래핀의 구조에 내재된 결함 혹은 새로운 결함을 형성하여 다른 원소를 첨가하는 방법이다. 이러한 방법은 그래핀의 결함 영역에서 작용하기 때문에 그래핀 전자 구조의 높은 수준 조절을 위해선 그래핀 구조의 파괴가 동반된다. 반면, 비공유 결합을 이용한 방법은 전하 이동 도핑 효과를 이용해 그래핀의 전자 구조를 제어하는 방법으로, 금속/금속산화물/기능기와 그래핀의 적층으로 복합 구조를 형성하는 방법이다. 금속/금속 산화물과의 복합구조는 안정적인 p-형 도핑이 보고되었지만, n-형 도핑은 대기중의 수분, 산소 그리고 기판과의 상호작용에 의해 대기중에서 불안정해 추가적인 피막공정이 요구된다. 기능기를 이용한 적층 구조는 그래핀과 기판사이의 상호작용 혹은 그래핀 전자 구조를 다양한 기능기를 이용해 제어하는 것으로, 이극성을 가진 자기정렬 단일층(self-assembled monolayers)이 대표적인 방법이다. 공간기(spacer)의 길이나 말단기(end group)의 종류로 p-형과 n-형의 도핑 수준을 제어할 수 있지만, 흡착기(chemisorbing groups)의 반응성이 기판의 화학적, 물리적 표면상태에 의존하기때문에 기판 선택이 제약되며 전처리 공정이 요구될 수 있는 한계가 있다. 본 연구에서는 다양한 기판에 적용가능한 용액 공정을 이용해 그래핀과 고분자를 적층하였고, 안정적이고 효과적으로 일함수를 낮추는 구조를 확인하였다.

• 공업화학
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• 제26권3호
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• pp.275-279
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• 2015

전도성 고분자인 poly(3,4-ethylenedioxythiophene) : poly(styrenesulfonate) (PEDOT : PSS)는 우수한 전기 전도도와 광투과도, 유연성을 가지고 있기 때문에 유기태양전지와 유기발광소자의 투명전극으로서 많은 각광을 받고 있다. PEDOT : PSS의 전기 전도도는 솔벤트를 도핑함에 따라 큰 폭으로 증가한다는 사실은 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 다양한 솔벤트의 도핑과 솔벤트 후처리 공정에 따른 PEDOT : PSS 박막의 전기 전도도와 구조적 특성 변화를 연구하였다. 솔벤트 도핑으로 PEDOT : PSS의 전도도는 884 S/cm까지 증가하였고, 후처리 공정을 통해서 1131 S/cm의 전도도 값을 얻을 수 있었다. 이러한 전도도의 증가는 PSS 물질이 빠져나가거나 구조적인 재배열에 따른 전도성 PEDOT 입자의 접촉 면적이 증가함에 따른 것으로 사료되고, 광학적인 방법으로 PSS의 추출을 관찰하였다. 솔벤트 후처리 공정은 PEDOT : PSS 박막의 전도도를 향상하는 매우 효과적인 방법으로 확인되었고, 저가형 플렉서블 유기전자소자의 투명전극으로써의 사용이 적합할 것으로 예상된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.202-202
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• 2012

유연성 투명 전도막은 현대 전자산업의 발전에 있어 필수적인 부품소재로서, 가시광선의 투과율이 80% 이상이고 면저항이 $100{\Omega}/sq.$ 전후이며 휘거나 접히고 나아가 두루마리의 형태로도 응용이 가능한 소재를 일컫는다. 이러한 유연성 투명 전도막은 차세대 정보디스플레이 산업 및 유비쿼터스 사회의 중심이 되는 유연성 디스플레이, 터치패널, 발광다이오드, 태양전지 등 매우 다양한 분야에 응용이 기대된다. 이러한 이유로 고 신뢰성 유연성 투명 전도막 개발기술은 차세대 산업에 있어서의 핵심기술로 인식되고 있다. 현재로서는 인듐 주석 산화물(indium tin oxide; ITO) 및 전도성 유기고분자를 사용하여 투명 전도막을 제조하고 있으나, ITO 박막의 경우 인듐 자원의 고갈로 인한 가격상승 및 기판과의 낮은 접착력, 열팽창계수의 차이로 인한 공정상의 문제, 산화물 특유의 취성으로 인한 유연소자로서의 내구성 저하 등의 문제가 제기되고 있다. 전도성 유기고분자의 경우는 낮은 전기전도도와 기계적강도, 유기용매 처리 등의 문제점이 지적되고 있다. 따라서 높은 전기전도도와 투광도 뿐만 아니라 유연성을 지니는 재료의 개발이 요구되고 있는 실정이다. 최근 이러한 재료로서 그래핀(graphene)과 탄소나노튜브(carbon nanotube; CNT)를 중심으로 하는 탄소나노재료가 주목받고 있으며 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 열화학기상증착법(thermal vapor deposition; TCVD)으로 합성된 그래핀 및 CNT를 이용하여 탄소나노재료 복합체 기반의 유연성 투명 전도막을 제작하고 그 특성을 평가하였다. 그래핀과 CNT합성을 위한 기판으로는 각각 300 nm 두께의 니켈과 1 nm 철이 증착된 실리콘 웨이퍼를 이용하였으며, 원료가스로는 메탄(CH4)과 아세틸렌(C2H2)등의 탄화수소가스를 이용하였다. 그래핀의 경우 원료가스의 유량, 합성온도, 냉각속도를 변경하여 대면적으로 두께균일도가 높은 그래핀을 합성하였으며, CNT의 경우 합성시간을 변수로 길이 제어합성을 도모하였다. 합성된 그래핀은 식각공정을, CNT는 스프레이 증착공정을 통해 고분자 기판(polyethylene terephthalate; PET) 위에 순차적으로 전사 및 증착하여 탄소나노재료 복합체 기반의 유연성 투명 전도막을 제작하였다. 제작된 탄소나노재료 복합체 기반의 유연성 투명 전도막은 물리적 과부하를 받았을 때 발생할 수 있는 유연성 투명 전도막의 구조적결함에 기인하는 전도성 저하를 보상하는 특징이 있어, 그래핀과 탄소나노튜브 각각으로 제조된 유연성 투명 전도막보다 물리적인 하중이 반복적으로 인가되었을 때 내구성이 향상되는 효과가 있다. 40% 스트레인을 반복적으로 인가하였을 때 그래핀 투명 전도막은 20 사이클 이후에 면저항이 $1-2{\Omega}/sq.$에서 $15{\Omega}/sq.$ 이상으로 급증한 반면 그래핀-CNT 복합체 투명 전도막은 30사이클까지 $1-2{\Omega}/sq.$ 정도의 면저항을 유지하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.84.2-84.2
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• 2010

PEMS (printed electro-mechanical system) is fabricated by means of various printing technologies. Passive and active components in 2D or 3D such as conducting lines, resistors, capacitors, inductors and TFT, which are printed with functional materials, can be classified in this category. And the issue of PEMS is applied to a R2R process in the manufacturing process. In many electro-devices, the vacuum process is used as the manufacturing process. However, the vacuum process has a problem: it is difficult to apply toa continuous process as a R2R printing process. In this paper, we propose an ESD (electro static deposition) printing process has been used to apply an organic solar cell of thin film forming. ESD is a method of liquid atomization by electrical forces, anelectrostatic atomizer sprays micro-drops from the solution injected into the capillary, with electrostatic force generated by electric potential of about tens of kV. ESD method is usable in the thin film coating process of organic materials and continuous process as a R2R manufacturing process. Therefore, we experiment the thin films forming of PEDOT:PSS layer and Active layer which consist of the P3HT:PCBM. The result of experiment, organic solar cell using ESD thin film coated method is occurred efficiency of about 1.4%. Also, the case of only used to ESD method in the active layer coating is occurred efficiency of about 1.86% as the applying a spin coating in the PEDOT:PSS layer. We can expect that ESD method is possible for continuous process to manufacture in the organic solar cell or OLED device.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.116.1-116.1
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• 2011

Materials with a combination of high electrical conductivity and optical transparency are important components of many electronic and optoelectronic devices such as liquid crystal displays, solar cells, and light emitting diodes. In this study, to fabricate a low-resistance and high optical transparent electrode film for organic photovoltaic, the following steps were performed: the design and manufacture of an electroforming stamp mold, the fabrication of thermal roll imprinted (TRI) poly-carbonate (PC) patterned films, the manufacture of high-conductivity and low-resistance Ag paste which was filled into patterned PC film using a doctor blade process and then coated with a thin film layer of conductive polymer by a spin coating process. As a result of these imprinting processes the PC films obtained a line width of $10{\pm}0.5{\mu}m$, a channel length of $500{\pm}2{\mu}m$, and a pattern depth of $7.34{\pm}0.5{\mu}m$. After the Ag paste was used to fill part of the patterned film with conductive polymer coating, the following parameters were obtained: a sheet resistance of $9.65{\Omega}$/sq, optical transparency values were 83.69 % at a wavelength of 550 nm.