• International Journal of Advanced Culture Technology
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• 제4권1호
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• pp.31-36
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• 2016

Morphology evolution of the active layer in bulk hetero-junction organic photovoltaic is modeled and visualized. The width of the phase domain can be predicted using the relationship of characteristics length and evolution time of the process. The 3D numerical simulation of the PCBM/P3HT blend morphology evolution with respect to time is presented. It is observed that the domain width of composition phase can be predicted by using the relationship between value of characteristic length R(t) and evolution time t.

• 한국진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.211-217
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• 2013

$PCDTBT:PC_{71}BM$과 $PTB7:PC_{71}BM$을 유기고분자 활성층 재료로 이용한 Bulk Hetero-Junction (BHJ) 구조의 유기박막태양전지를 플라스틱 기판 위에 각각 제작하여, 시간변화에 따른 단락전류밀도($J_{SC}$), 개방전압($V_{OC}$), 곡선인자(FF) 및 전력변환효율(PCE) 등 출력특성의 변화에 대해 고찰하였다. 유기박막태양전지의 출력특성 파라메터는 시간 경과에 따라 모두 감소하는 경향을 나타내었으며, 특히 개방전압의 감소폭이 컸다. 이러한 개방전압 감소의 원인은 빛에 대한 장시간의 노출과 산소를 포함하는 수분과의 접촉에 의한 LUMO 준위와 HOMO 준위 차의 감소가 그 원인이라 생각되며, 그 메커니즘에 대해 고찰하였다. 또한 유기박막태양전지 소자의 직렬 및 병렬 저항 값은 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보였다. 이는 LUMO 준위와 HOMO 준위 차가 감소함에 의한 것과 공액 고분자 활성층 내부에서의 열적과정 손실에 기인하여 전극과 고분자의 계면에서의 접촉저항의 증가 때문이라고 생각된다. 유기박막태양전지의 전력변환효율은 초기에 급격한 감소를 보이다가 시간이 지날수록 감소폭이 차츰 둔화되어 한계치에 도달한 후, 포화되는 경향을 보였다. 이것이 유기박막태양전지가 실제 구동에서 발생시킬 수 있는 최소 출력특성값인 것으로 판단된다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.104-108
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• 2012

Flexible organic thin film solar cell device with Bulk Hetero-Junction (BHJ) structure was fabricated with blended conjugated polymer of PCDTBT : $PC_{71}BM$ as active layer. Surface of ITO anode for the organic solar cell device was treated with ozone. The organic solar cell device with bare ITO showed short circuit current density ($J_{sc}$) of $8.2mA/cm^2$, open-circuit voltage ($V_{oc}$) of 0.73V, fill factor (FF) of 0.36, and power conversion efficiency (PCE) of 2.16%, respectively. The organic solar cell device with ozone treated ITO anode revealed distinctively improved performance parameters:$J_{sc}$ of $9.8mA/cm^2$, $V_{oc}$ of 0.82V, FF of 0.43, PCE(${\eta}$) of 3.42%.

• 대한전자공학회논문지
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• 제25권7호
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• pp.774-779
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• 1988

The homo and hetero-junction diodes were fabricated using BP-Si structure. After removal of Si substrates, schottky diodes were fabricated on the BP bulk. The electrical properties of the diode were examined through current-voltage characteristics curve. The schottky diode with Sb electrode has a cut-in voltage of 0.33V. This value is almost equal to that of the typical schottky diodes. The breakdown voltage of the schottky diode is 30V. When BP was used for photo cell as a window, the conversion efficiency improved from 6.5% to 8.3%, and optical transmissivity of BP invreased in short wavelength region.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.484.1-484.1
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• 2014

Bulk hetero junction (BHJ) polymer solar cells (PSCs) are one of the most promising fields as alternative energy source. Especially, the development of new p-type conjugated polymer is one of the main issues to get core technology. In this study, a series of varied ratio of 3,6-carbazole in poly[9-(heptadecan-9-yl)-9H-carbazole-2,7-diyl-alt-(5,6-bis-(octyloxy)-4,7-di(thiophen-2-yl)benzo-[1,2,5]-thia-diazole)-5,5-diyl] were designed and synthesized. These polymers have good solubility and film formability than PCDTBT which is well known promising material. Investigation of the photovoltaic properties of these new polymers indicated that polymer with 2% of 3,6-carbazole provided higher PCE (3.8% to 4.9%) with enhanced JSC, FF, VOC. We found origin of this improvement using several methods, one of which is reduced bimolecular recombination in polymer.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제13권2호
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• pp.1-5
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• 2014

Transparent and conducting aluminum-doped ZnO electrodes were fabricated by atomic layer deposition methods. The electrode showed the lowest resistivity of $5.73{\times}10^{-4}{\Omega}cm$ at a 2.5% cyclic layer deposition ratio of Trimethyl-aluminum and Diethyl-zinc chemicals. The electrodes showed minimum resistivity when deposited at a temperature of $225^{\circ}C$. The electrode also showed optical transmittance of about 92% at 300 nm. An organic solar cell made with a 300-nm-thick aluminum-doped ZnO electrode exhibited 2.0% power conversion efficiency.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.481.2-481.2
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• 2014

Bulk hetero junction (BHJ) polymer solar cell (PSCs) is one of the most promising fields as alternative energy source. Especially, the development of new p-type conjugated polymer is one of the main issues to get core technology. In this study, we investigated the chemical doping effects of incorporating 3,6-carbazole units into conjugated polymers based on 2,7-carbazole. We assessed the structural effects of this chemical doping by measuring the photovoltaic device performance of the copolymers with and without annealing. Note that the use of nanostructures in the bulk heterojunction layer could be a major obstacle to commercialization because nano-morphologies are frequently unstable at high temperatures. Therefore, the development of thermally stable polymer:fullerene blends with optimized PCEs is an important goal in this area of research. We studied the morphologies of the copolymers incorporating 3,6-carbazole units resulting from thermal annealing to investigate the effects of the difference between the T g values of the 2,7-carbazole unit and the 3,6-carbazole unit.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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• pp.488-490
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• 2010

최근 심각한 환경오염 문제와 화석 에너지 고갈로 차세대 청정 에너지 개발에 대한 중요성이 증대되고 있다. 그중에서 태양정지는 공해가 적고, 자원이 무한적이며 반 영구적인 수명을 가지고 있어 미래에너지 문제를 해결할 수 있는 에너지원으로 기대되고 있다. 본 연구에서는 P3HT(regioregular poly(3-hexylthiophene))와 PCBM(fullerene derivative [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester)을 전자 도너와 억셉터 물질을 하나의 브랜드로 광 활성층을 형성하는 BHJ(bulk hetero junction)구조를 갖는 고분자 유기 박막 태양전지를 각각 Toluene, Mono-Chlorobenzene, Dichlorobenzene에 $60^{\circ}C$, 200rpm으로 약 12시간동안 1wt%로 교반(Stirring)한 후에 중량비(1:1 wt%)로 혼합하여 스핀코팅(Spin-coating)으로 제작하였고, 완성된 소자의 광활성층 면적은 0.04cm2이며, $150^{\circ}C$에서 후속 열처리 공정을 통해 특성 향상이 측정 되었다. 태양전지 소자 구조는 Glass / ITO / PEDOT:PSS / P3HT : PCBM / Al이다. 전류-전압, FF(Fill Factor), 변환효율 측정을 위해 solar simulator를 AM1.5 조건(100 mW/cm2)으로 이용하였으며, 소자의 최대 전류밀도는 12mA/$cm^2$, 개방전압은 0.566V이고 F.F(Fill Factor)는 55.2%이고 변환효율은 3.7%이다. 후속 열처리후 더욱 좋은 성능을 갖게 되었고, 최대 효율은 Dichl orobenzene일 때 이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권5호
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• pp.654-659
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• 2010

박막형 유기 태양전지의 효율 향상을 위하여 정공 수송층인 CuPc 층에 p형 유기 반도체인 rubrene을 함량 별로 도핑하여 ITO/PEDOT:PSS/CuPc: rubrene/CuPc:C60(blending ratio 1:1)/C60/BCP/Al의 이종접합구조를 가지는 p-i-n형 유기 박막형 태양전지 소자를 제조한 후, 유기 태양전지의 전류 밀도-전압(J-V) 특성, 단락 전류($J_{sc}$), 개방 전압($V_{oc}$), 충진 인자(fill factor:FF), 에너지 전환 효율(${\eta}_e$) 등을 측정하고 계산하여 성능 평가를 수행 하였다. 정공 수송층으로 사용된 CuPc 층에 rubrene을 도핑함으로써 에너지 흡수 스펙트럼에서 흡수 강도가 감소하였다. 그러나 CuPc 보다 큰 밴드갭을 가지며 높은 정공 이동도를 가지는 결정성 rubrene의 도핑에 의해 제조된 p-i-n형 유기 박막 태양전지의 성능은 향상 되는 것으로 확인되었다. 제조된 유기 태양전지의 에너지 전환 효율(${\eta}_e$)은 1.41%로 실리콘 태양전지와 비교해서 아직도 성능 향상을 위한 많은 노력이 필요함을 보여 준다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권2호
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• pp.63-67
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• 2010

본 연구에서는 P3HT와 PCBM 물질을 전자도너와 억셉터 광활성층 물질로 사용하여 벌크이종접합 구조를 갖는 Glass/ITO/PEDOT:PSS/P3HT-PCBM/Al 구조의 유기박막태양전지를 제작하였다. P3HT와 PCBM은 각각 0.5 wt%의 농도로 톨루엔 용액에 용해하였다. 광활성층 농도를 최적화하기 위하여 P3HT:PCBM= 3:4, 4:4, 4:3 wt%의 농도비로 소자를 제작하고, 농도비에 따른 전기적 특성을 조사하였다. 또한 활성층의 후속열처리 온도가 소자의 전기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. P3HT와 PCBM의 농도비가 4:4 wt%의 비율에서 가장 우수한 전기적 특성을 나타내었으며, 이때 단락전류밀도 ($J_{SC}$), 개방전압 ($V_{OC}$), 및 충실인자 (FF)는 4.7 $mA/cm^2$, 0.48 V 및 43.1%를 각각 나타내었다. 또한 전력변환효율(PCE)은 0.97%의 값을 얻었다. 최적화된 농도비를 갖는 태양전지 소자에 대해 $150^{\circ}C$에서 5분, 10분, 15분, 20분간 후속 열처리를 실시한 결과 P3HT 전자도너의 흡광계수가 증가하는 경향을 보였다. 후속 열처리 조건이 $150^{\circ}C$에서 15분인 경우 전기적 특성이 열처리 하지 않은 소자에 비해 특성이 개선되었다. 즉, 이때의 전기적 특성은 $J_{SC},\;V_{OC}$, FF, PCE의 값이 각각 7.8 $mA/cm^2$, 0.55 V, 47%, 2.0%를 나타내었다.