• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.337.2-337.2
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• 2016

역 구조 유기태양전지는 가격이 저렴하고 우수한 경량성, 간단한 제조공정 그리고 휘어짐이 가능한 소자를 제작할 수 있는 것이 큰 장점이다. 또한, 광활성층과 전극 사이에 표면개질 물질을 도입하여 에너지장벽을 줄임으로써 소자 전반적인 전하수송을 증가시킬 수 있게 되었다. 나아가 용액공정과 저온 공정을 통해 유기 광전자소자의 roll-to-roll 대면적화 기술을 기반으로 가격대비 성능을 개선시켰다. 본 연구에서는 CdSe 또는 CdSe@ZnS 양자점을 표면개질 유기물질인 polyethylenimine ethoxylated (PEIE)에 정전기적 인력의 결합을 통한 양자점 단일층을 얻었고 이는 전기수송층, 광흡수층 그리고 표면플라즈몬 공명(Surface plasmon resornace)의 역할을 수행하게 되면서 태양전지 전반적인 성능 향상을 관찰 할 수 있었고 양자점 단일층으로 인해 20%가 증가된 에너지변환효율 얻었다. 또한 단일층으로 형성된 CdSe 또는 CdSe@ZnS 양자점 은 $F{\ddot{o}}rster$ resonance energy transfer (FRET) 메커니즘을 통해 PC60BM과 P3HT의 Photo luminescence 세기를 99% 감쇄시켰고, CdSe 양자점을 유기 광활성층인 PTB7:PC71BM에 적용하여 8.1%의 수치를 나타내었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.150-153
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• 2005

반도체성 고분자인 poly(3-hexylthiophene) (P3HT)과 $C_{60}$ 유도체인 PCBM의 복합재를 이용하여 유기태양전지를 제작하였다. 열처리 온도론 중심으로 다양한 제조조건 하에서의 태양전지 특성을 조사하였다. 열처리 온도를 높임에 따라, P3HT/PCBM 복합재 박막은 뚜렷한 색변화와 함께 가시광 영역에서의 광흡수가 증가됨이 관찰되었고, 소자 성능도 크게 향상되었다. 결과적으로, 본 P3HT/PCBM bulk 이종접합형 구조의 유기 태양전지는 최적화된 제조 조건에서 $2.8\%$의 에너지 전환 효율을 나타내었다($100mW/cm^2$, 백색광).

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.317-317
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• 2010

ZnO나노와이어는 높은 투과도, 화학 및 열적 안정성을 가지며, 유기태양전지에 적용하였을 때 Active Layer의 표면적 증가, 전자의 수집 및 전달에 용이한 장점가지고 있어 하이브리드 유기 태양전지에 적용되고 있다. ZnO나노와이어와 P3HT/PCBM을 사용한 하이브리드 유기태양전지는 Active Layer의 열처리 온도를 변화시켜 ITO/AZO/ZnO wire/PCBM:P3HT/PEDOT:PSS/Ag구조로 제작되었다. ZnO나노와이어는 AZO를 Seed로 사용하고 Znc nitrate hydrate와 hexamethylenetetramine을 혼합하여 수열합성법으로 성장 후, P3HT:PCBM, PEDOT:PSS을 Spin Coating법으로 형성하였다. UV-vis와 Solar simulator를 통하여 Active Layer의 열처리 온도에 따른 태양전지의 특성을 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.306-307
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• 2015

유기태양전지의 대표적 Hole Transporting Layer(HTL)로는 전도성 고분자인 PEDOT:PSS이다. PEDOT:PSS는 약산성의 물질로 전극을 부식시켜 디바이스의 효율을 감소시키기 때문에 PEDOT:PSS를 대체하기 위한 Buffer층에 대한 연구가 활발히 진행되어지고 있다. PEDOT:PSS를 대체할 수 있는 Nickel Oxide(NiO) Buffer 층은 wide band-gab으로 Hole Transporting Layer와 Electron Blocking Layer 역할을 동시에 하여 디바이스의 효율을 향상시킬 수 있으며, 디바이스의 수명을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다. NiO는 용액공정과 Sputter 증착 방법으로 형성할 수 있는데, 용액공정은 고온공정이 요구되어지고 Sputter 증착방법은 산화되기 쉬운 전극위에서는 전극의 손상을 발생한다. 본 연구에서는 이러한 단점을 해결하기 위해서 Ni을 Magnetron Sputter로 증착한 후 Ion Beam 처리를 통해 산화시켜 NiO 층을 형성하는 방법을 연구하였다. 본 연구에서 제안한 NiO형성 방법으로 유기태양전지를 제작하여 PEDOT:PSS를 Buffer층으로 사용한 태양전지와 Voc가 0.72 V로 유사하게 나와 NiO가 Buffer층으로 잘 형성된 것을 확인하였다.

• Bulletin of the Korea Photovoltaic Society
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• v.9 no.1
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• pp.9-20
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• 2023

유기태양전지는 차세대 신재생 에너지소자로 크게 주목받아 왔으며, 특히 최근에는 높은 신축성과 기계적 안정성이 요구되는 웨어러블 및 휴대용 전자소자의 에너지 공급원으로 연구되고 있다. 이를 위해 전기적/기계적 성능 양 측면에서 모두 뛰어난 신규 전도성 소재 및 소자의 개발이 매우 필수적인데, 두 성질은 일반적으로 Trade-Off 관계를 가지고 있어 두 가지 특성을 모두 확보하는 것이 매우 어렵다. 본 원고에서는 높은 전기적/기계적 특성을 동시에 지니는 전도성 고분자 소재에 관한 분자 설계 전략과 기존의 경직 소자 및 플렉서블 소자와 완전히 다른 기계적 성질을 요구하는 신축형 유기태양전지 소자 플랫폼 기술로의 비약적인 발전을 포함한 기술 동향을 요약하여 소개하고자 한다.

• Polymer(Korea)
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• v.33 no.3
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• pp.191-197
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• 2009

We have investigated the effect of strong p-type organic semiconductor $F_4$-TCNQ-doped CuPc hole transport layer on the performance of p-i-n type bulk heterojunction photovoltaic device with ITO/PEDOT:PSS/CuPc: $F_4$-TCNQ(5 wt%)/CuPc:C60(blending ratio l:l)/C60/BCP/LiF/Al, architecture fabricated via vacuum deposition process, and have evaluated the J-V characteristics, short-circuit current ($J_{sc}$), open-circuit voltage($V_{oc}$), fill factor(FF), and power conversion efficiency(${\eta}_e$) of the device. By doping $F_4$-TCNQ into CuPc hole transport layer, increased absorption intensity in absorption spectra, uniform dispersion of organic molecules in the layer, surface uniformity of the layer, and enhanced injection currents improved the current photovoltaic device with power conversion efficiency(${\eta}_e$) of 0.16%, which is still low value compared to silicone solar cell indicating that many efforts should be made to improve organic photovoltaic devices.

• The Optical Journal
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• s.116
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• pp.57-61
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• 2008

고유가와 환경오염 문제로 '탈 화석연료'가 모든 제조업계의 화두가 되고 있는 가운데 대표적인 신재생에너지 중 하나인 태양전지의 기술개발에 관심이 모아지고 있다. 유럽신재생에너지협회의 전망에 따르면 2001년부터 2020년까지 전체 에너지 중 신재생 에너지의 비중은 2001년 19% 수준에서 2020년 35% 수준까지 빠르게 증가할 것으로 보고 있다. 이 전망에 따르면 2020년에는 2001년의 3배 수준에 이르러 같은 기간의 약 1.7배 증가할 것으로 예상되어 전체 에너지 소비량 증가율을 크게 상회할 전망이다. 우리나라의 경우 태양전지 기술은 걸음마 단계로 아직 기술 성숙도는 높지 않으나 최근 폴리실리콘 기반의 실리콘웨이퍼 태양전지 등 활발한 기술개발이 이뤄지고 있다. 본 고에서는 태양전지가 왜 부각되고 있고, 원리는 무엇인지와, 차세대 태양전지로 각광받고 있는 박막 태양전지, 유기 태양전지 등에 관해 소개했다.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.24 no.1
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• pp.3-13
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• 2021

강유전체는 특유의 높은 유전상수와 자발분극으로 인해 반도체 소자 및 센서 등에서 널리 활용되어 왔다. 강유전체의 특성을 활용하여 광전소자에서 형성된 전하를 원하는 방향으로 쉽게 이동시킬 수 있는 특성을 가지고 있어 광전소재와 결합 시 특성 향상이 가능한 것으로 알려져 있다. 그러나 강유전체와 기존 태양전지와의 융합 연구들은 기초적인 단계의 연구가 산발적으로 진행되고 있으나, 아직 실용화 단계에는 이르지 못하고 있다. 본 서지에서는 최근에 활발히 연구되기 시작한 강유전 기반 광소자와 그 관련 연구를 소개하고자 한다. 특히 강유전체 자체를 활용한 태양전지와 유기태양전지, 실리콘 태양전지, 페로브스카이트 태양전지 등 최근 가장 활발히 연구되고 있는 태양전지 소재와 강유전체를 결합한 새로운 태양전지의 연구동향을 다룰 고자 한다. 이와 같은 자발분극에 의한 캐리어 이동의 변화는 에너지 소자 전반에 기여할 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.425-425
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• 2012

입사되는 태양광의 광 경로와 투과도는 태양전지 효율에 밀접한 관련이 있기 때문에 이를 개선하기 위한 많은 연구들이 진행 중에 있다. 본 연구에서는 광 경로를 길게 하고, 투과도를 개선하기 위해 알루미늄 도핑된 ZnO (AZO) 씨드층을 ICP플라즈마 처리를 하였고, 플라즈마 처리된 기판에 ZnO 나노와이어를 성장하였다. 플라즈마 처리된 AZO 기판과 ZnO 나노와이어가 성장된 기판의 광 투과도를 분석하기 위해 Haze meter를 이용하였으며, FE-SEM을 이용하여 각 기판의 형상을 분석하였다. AZO 씨드층을 플라즈마 처리했을 경우 ITO 기판보다 400-500 nm 영역에서 투과도가 향상되었고, ZnO 나노와이어가 성장한 기판은 400~600 nm 영역에서 투과도가 개선되는 것을 확인 할 수 있었다. ZnO 나노와이어가 성장된 기판을 이용하여 P3HT:PCBM 블랜딩된 유기 태양전지를 제작하여 전기적 특성 및 효율을 평가 하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2008.05a
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• pp.433-433
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• 2008