• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.73-73
• /
• 2011

We will report a few methods to improve the efficiency and stability in small molecule based organic solar cells, including the formation of bulk heterojunctions (BHJs) through alternative thermal deposition (ATD), the use of a micro-cavity structure and interface modifications. By ATD which is a simple modification of conventional thermal evaporation, the thicknesses of alternative donor and acceptor layers were precisely controlled down to 0.1 nm, which is critical to form BHJs. The formation of a BHJ in copper(II) phthalocyanine (CuPc) and fullerene (C60) systems was confirmed by AFM, GISAXS and absorption measurements. From analysis of the data, we found that the CuPc|C60 films fabricated by ATD were composed of the nanometer sized disk shaped CuPc nano grains and aggregated C60, which explains the phase separation of CuPc and C60. On the other hand, the co-deposited CuPc:C60 films did not show the existence of separated CuPc nano grains in the CuPc:C60 matrix. The OPV cells fabricated using the ATD method showed significantly enhanced power conversion efficiency compared to the co-deposited OPV cells under a same composition [1]. We will also present by numerical simulation that adoption of microcavity structure in the planar heterojunction can improve the short circuit current in single and tandem OSCs [2]. Interface modifications also allowed us to achieve high efficiency and high stability OSCs.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.230-230
• /
• 2010

유기물 반도체 화합물인 Cu-Pc(copper(II)-phthalocyanine)는 우수한 전기적 광학적 특성을 가지며, OLED, MISFET등 소자로서의 활용도가 높다. Cu-Pc 화합물은 $\alpha$-phase, $\beta$-phase, $\gamma$-phase를 포함하는 여러 가지 다결정 polymer로 존재할 수 있다. 가장 잘 알려진 구조로는 열적으로 준안정적인 $\alpha$-phase와 열적으로 안정적인 $\beta$-phase가 있다. Cu-Pc 박막의 구조 및 흡수 특성과 전기적 특성에 대한 기술이 확실히 규명되지 않아 본 연구에서는 두께와 열처리 조건에 따른 결정성 및 방향성을 조사하기 위하여 $\alpha$-phase와 $\beta$-phase의 phase transition 현상 및 전기적 광학적 특성을 규명 하고자 한다. 진공증착 방법 중 하나인 PVD 방법의 thermal evaporation deposition을 이용하여 glass, ITO 기판위에 두께와 열처리에 따른 전기적?광학적 특성을 연구하였다. Cu-Pc 박막의 성장두께는 5nm~50nm 이내로 fluxmeter 및 thickness monitor를 이용하여 제어하였다. 5nm~50nm의 두께에 따른 기판온도를 $200^{\circ}C$로 고정하여 전열 처리 및 후열 처리하여 온도에 따른 박막을 성장한 후, 결정 구조 및 특성 변화와 phase transition 분석하였다. 제작된 Cu-Pc의 박막은 $\alpha$-phase와 $\beta$-phase로 구분할 수 있으며, 열처리에 따른 phase transition 현상이 뚜렷함을 알 수 있다. XRD(X-ray diffraction)를 통하여 박막에 대한 결정 구조 분석 및 FE-SEM(field emission scanning electron microscopy)와 AFM(atomic force microscopy)을 이용하여 Cu-Pc 박막의 구조적 결정성과 방향성 등, 표면 상태와 형상구조에 대해 표면의 특성을 측정하며, 광 흡수도(UV-visible absorption spectra)을 이용하여 phase transition 현상에 따른 I-V 특성을 비교분석 하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.1-5
• /
• 2003

본 연구에서는 ITO (indium tin oxide)/glass 투명기판 위에 다층구조의 OELD (organic electroluminescent devices) 소자를 진공 열증착법으로 제작하였다. 발광층 재료로서 Alq$_3$(tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum)물질을 사용하였고, 정공수송층으로는 TPD (triphenyl-diamine) 및 $\alpha-NPD$를 사용하였다. 정공주입층 재료로서 CuPc (Copper phthalocyanine)를 사용하였다. 또한 QD2(quinacridone2) 물질을 $Alq_3$ 발광층내에 약 $10\AA$ 두께로 증착하여 발광효율 향상을 시도하였다. 제작된 모든 소자의 발광개시전압은 약 7 V 이었으며, 정공수송층으로 TPD 물질대신에 열적안정성이 우수한 $\alpha-NPD$를 사용한 경우 휘도값과 발광효율이 개선되었다. $Alq_3$ 발광층 사이에 QD2 물질을 적층한 소자에서 발광효율은 1.55 lm/W 값을 나타내어 $Alq_3$ 발광층만을 사용한 경우에 비해 약 8배 발광효율이 향상되었다.

• KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
• /
• 제11C권3호
• /
• pp.43-48
• /
• 2001

The stability and efficiency of organic light emitting devices are the most critical problems to be solved. The devices based on tris-8-(hydroxyquinoline) aluminum ($Alq_3$) and N,N-diphenyl-N,N-bis(3-methylphenyl)-1, 1-biphenyl-4,4-diamine (TPD) were used to study the effects of buffer layers on their characteristics. We have investigated the characteristic effects of CuPc (copper phthalocyanine) and pentacene buffer layers on the device characteristics, the (5${\sim}$20 nm thick) CuPc layers and the (10${\sim}$20 nm thick) pentacene layers were deposited. Efficiency was slightly improved and the turn-on voltages of the devices with the buffer layers were observed to have lower values than those of the devices without the buffer layers. It is believed that this result is attributed to the improvement of hole injection capability through the buffer layers into hole transport layer (HTL). We have also studied the atomic force microscopic images of the TPD layers deposited on the buffer layer and the bare ITO.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.1
• /
• pp.181-184
• /
• 2004

Organic semiconductors have attracted considerable attention due to their interesting physical properties followed by various technological applications in the area of electronics and opto-electronics. It has been a long time since organic solar cells were expected as a low-cost high-energy conversion device. Although practical use of them has not been achieved, technological progress continues. Morphology of the materials, organic/inorganic interface, metal cathodes, molecular packing and structural properties of the donor and acceptor layers are essential for photovoltaic response. We have fabricated solar-cell devices based on copper-phthalocyanine(CuPc) as a donor(D) and fullerene($C_{60}$) as an electron acceptor(A) with doped charge transport layers, and BCP as an exciton blocking layer(EBL). We have measured photovoltaic characteristics of the solar-cell devices using the xenon lamp as a light source.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
• /
• pp.254-254
• /
• 2010

Cu-Pc(copper(II)-phthalocyanine)는 박막의 형성과정에서 열처리 방식과 온도에 따라 박막의 구조가 변하며, 구조로는 열적으로 준 안정적인 $\alpha$-phase와 열적으로 안정적인 $\beta$-phase가 있다. 본 연구에서는 Cu-Pc 박막의 열적으로 안정적인 $\beta$-phase 구조에 대해 온도 조건 변화에 따른 표면 결정 성장의 특성을 연구하고자 한다. 진공증착 방법 중 하나인 thermal evaporation deposition을 이용하여 glass 기판위에 전열 처리 및 후열 처리에 대해 온도 조건 변화에 따른 $\beta$-phase type의 표면 결정 특성을 연구하였다. Cu-Pc 박막의 성장두께는 50nm 일정한 두께로 fluxmeter 및 thickness monitor를 이용하여 제어하였다. 50nm의 두께에 따른 기판온도를 $100^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, $300^{\circ}C$로 전열 처리한 후 각각 전열 처리한 기판온도에 대해 1hour, 2hour, 3hour 후열 처리하여 온도 조건에 따른 박막을 성장한 후, $\beta$-phase type에 대한 결정 구조 및 표면 특성 변화를 분석하였다. 제작된 Cu-Pc의 박막은 $\beta$-phase type으로, 열처리에 따른 $\beta$-phase transition 현상을 연구하였다. XRD(X-ray diffraction)를 통하여 박막에 대한 결정 구조 분석 및 FE-SEM(field emission scanning electron microscopy)을 이용하여 Cu-Pc 박막의 구조적 결정성과 방향성 등, 표면 상태와 형상구조에 대해 표면의 특성을 분석하며, 광 흡수도(UV-visible absorption spectra)을 이용하여 온도 조건에 따른 투과/흡수 현상을 비교분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
• /
• pp.311-312
• /
• 2010

The fabricated photovoltaic cells based on PIN heterojunctions, in this study, have a structure of ITO/poly(3, 4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate)(PEDOT:PSS)/donor/donor:C60(10nm)/C60(35nm)/2, 9-dimethyl-4, 7-diphenyl-1, 10-phenanthroline(8nm)/Al(100nm). The thicknesses of an active layer(donor:C60), an electron transport layer(C60), and hole/exciton blocking layer(BCP) were fixed in the organic photovoltaic cells. We investigated the performance characteristics of the PIN organic photovoltaic cells with copper phthalocyanine(CuPc), tetracene and pentacene as a hole transport layer. Discussion on the photovoltaic cells with CuPc, tetracene and pentacene as a hole transport layer is focussed on the dependency of the power conversion efficiency on the deposition rate and thickness of hole transport layer. The device performance characteristics are elucidated from open-circuit-voltage(Voc), short-circuit-current(Jsc), fill factor(FF), and power conversion efficiency($\eta$). As the deposition rate of donor is reduced, the power conversion efficiency is enhanced by increased short-circuit-current(Jsc). The CuPc-based PIN photovoltaic cell has the limited dependency of power conversion efficiency on the thickness of hole transport layer because of relatively short exciton diffusion length. The photovoltaic cell using tetracene as a hole transport layer, which has relatively long diffusion length, has low efficiency. The maximum power conversion efficiencies of CuPc, tetracene, and pentacene-based photovoltaic cells with optimized deposition rate and thickness of hole transport layer have been achieved to 1.63%, 1.33% and 2.15%, respectively. The photovoltaic cell using pentacene as a hole transport layer showed the highest efficiency because of dramatically enhanced Jsc due to long diffusion length and strong thickness dependence.

• 대한전기학회논문지
• /
• 제44권4호
• /
• pp.496-501
• /
• 1995

The N $O_{2}$ gas-detection characteristics were investigated using the functional organic Langmuir-Blodgett (LB) films of Copper-tetra-tert-butylphthalocyanine (CuTBP), Dilithium phthalocyanine (Li$_{2}$Pc), N-docosylpyridinium TCNQ(C$_{22}$Py(TCNQ)), Polyamic acid alkylamine salts (PAAS). The optimum conditions for a film deposition were obtained through a study of .pi.-.ALPHA. isotherms and the deposited film status was confirmed by electrical and optical methods such as UV/visible absortion spectra, thickness measurements by ellipsometry, and electrical capacitances. A response of the LB films to the N $O_{2}$ gas was measured by a change of the electrical conductivities when the film is exposed to the gases. The CuTBP LB film shows the biggest change of the electrical conductivities when it is exposed to the N $O_{2}$ gases. And the order of gas-detection performance is the following;Li$_{2}$Pc, $C_{22}$Py(TCNQ), and PAAS LB films. Especially, the CuTBP and Li$_{2}$Pc LB films not only show the bigger change in the electircal conductivities when exposed to the gas, but return to the original state when the gas is desorbed.d.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국산학기술학회 2002년도 추계학술발표논문집
• /
• pp.181-184
• /
• 2002

본 연구에서는 ITO (indium tin oxide) /glass 투명기판 위에 다층구조의 OELD 소자를 진공 열증착법으로 제작하였다. 상부 전극과 하부 전극의 종류에 따른 전류밀도-전압 특성을 측정하였으며, 열적 안정성이 다른 정공 수송충을 사용하여 소자를 제작하고 전기ㆍ광학적 특성을 측정하였다. 사용된 저분자 유기화합물은 발광층으로 녹색의 발광을 가지는 Alq₃(tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum)를 사용하였고 정공수송 및 주입층으로는 TPD(triphenyl diamine), α-NPD 그리고 CuPc (Copper phthalocyanine)를 각각 증착하였다. 하부 전극으로 사용된 ITO 투명전극은 면저항이 적을수록 전류밀도가 증가하는 것을 볼 수 있고, 상부 전극의 종류에 따른 전류밀도-전압 특성을 분석한 결과 일함수가 낮은 전극일수륵 전류밀도가 높아지는 것으로 나타났다. 유리전이온도(Tg)가 상대적으로 높은 재료인 α-NPD를 정공수송충으로 사용한 경우 더 양호한 특성을 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
• /
• pp.981-984
• /
• 2004

유기 발광소자(OLED)Glass/indium-tin-oxide(ITO)/Cu-Pc(copper-phthalocyanine)N,N'-Bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenylbenzidineltris-(8-hydroquinoline) aluminum(Alq3)/aluminum(Al)의 기본구조로 제작된 OLED에 다양한 전압을 인가하면서, 마이크로파 근접장 현미경을 이용하여 시간에 따른 소자의 전류-전압특성을 측정함으로써 전기적 전도 특성을 연구하였다. 또한 다양한 인가전압의 시간에 따른 EL(electro luminance)을 측정하여 소자의 광학적 특성과 전기적 특성을 연구 비교하였다.