• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.159-159
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• 2008

Indium-tin oxides (ITO) films have been widely used as transparent electrodes for optoelectronic devices such as organic light emitting diodes (OLEDs), photovoltaics, touch screen devices, and flat-paneldisplay. In particular, to improve hole injection efficiency in OLEDs, transparent electrodes should have high work-function besides their transparency and low resistivity. Nevertheless, few studies have been made on engineering the work function of ITO for use as an efficient anode. In this study, the effects of a wide range of Nb or Zn doping rate on the changes in work functions of ITO anode were investigated. The Nb or Zn doped ITO films were fabricated on glass substrates using combinatorial sputtering system which yields a linear composition spread of Nb or Zn concentration in ITO films in a controlled manner by co-sputtering two targets of ITO and Nb2O5 or ITO and ZnO. We have also examined the resistivity, transmittance, and other structural properties of the Nb or Zn-doped ITO films. Furthermore, OLEDs employing Nb or Zn-doped ITO anodes were fabricated and the device performances were investigated concerned with the work function changes.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.127.2-127.2
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• 2013

오늘날 유기고분자기반 태양전지는 다른 태양전지와 비교될 정도로 낮은 광변환효율로 인해 효율향 상을 위한 많은 연구들이 진행되어 왔다. 그중 패터닝을 통한 광포집률과 charge carrier 수집효율이 증가되었다는 많은 보고들이 있었다. 따라서 우리는 200~1,400 nm polystyrene bead를 합성하여 air-liquid interfacial 방법을 이용해 2차원 육방조밀구조를 갖는 template를 형성하고 Nanosphere lithography (NSL)를 이용하여 대면적으로 균일한 poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS)를 패턴화하였다. 균일한 패턴형성을 측정하기위해 Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM), image를 얻었으며, Atomic Force Microscopy (AFM)를 통해 형성된 패턴의 낙차 높이를 얻었고, Near IR-UV-Vis을 통해 bead size 변화에따라 얻어진 PEDOT:PSS 패턴의 반사율을 측 정하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.473.1-473.1
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• 2014

We report on the characteristics of Zr-doped $In_2O_3$ (IZrO) films prepared by DC-RF magnetron cosputtering of $In_2O_3$ and $ZrO_2$ targets for use as a transparent electrode for high efficient organic solar cells (OSCs). The effect of $ZrO_2$ doping power on electrical, optical, structural, and surface morphology of the IZrO film was investigated in detail. At optimized $ZrO_2$ RF power of 50 W, the IZrO film exhibited a low sheet resistance of 20.71 Ohm/square, and a high optical transmittance of 83.9 %. Furthermore, the OSC with the IZrO anode showed a good cell-performance: fill factor of 61.71 %, short circuit current (Jsc) of $8.484mA/cm^2$, open circuit voltage (Voc) of 0.593 V, and power conversion efficiency (PCE) of 3.106 %. In particular, the overall OSC characteristics of the cell with the IZrO anode were comparable to those of the OSC with the conventional Sn-doped $In_2O_3$ (FF of 65.03 %, Jsc of $8.833mA/cm^2$, Voc of 0.608 V, PCE of 3.495 %), demonstrating that the IZrO anode is a promising alternative to ITO anode in OSCs.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.231-231
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• 2011

본 연구에서는 co-sputtering 시스템을 이용하여 아나타세 TiO2의 도핑 농도 변화에 따른 다성분계 TiO2-ITO (TITO) 박막의 전기적, 광학적, 구조적 특성 변화 및 급속 열처리(RTA) 공정에 따른 전기적, 광학적 특성 변화를 분석하였다. 실험을 위해 아나타세 TiO2 타겟과 ITO 타겟(10 wt% $SnO_2$ doped $In_2O_3$)이 tilted cathode에 장착되었으며, ITO 타겟의 인가전류를 120 W로 고정한 채 아나타세 TiO2 타겟의 인가전류를 증가시킴으로써 도핑 농도를 변화하였다. 제작된 TITO 투명 전극의 전기적, 광학적, 구조적 특성 평가를 위해 four-point probe measurement, Hall effect measurement, UV/Vis. spectrometry, scanning electron microscopy (SEM) 이용하여 각각의 특성을 분석하였다. 상온에서 제작된 TITO의 경우 최적화된 $TiO_2$ 인가전류 100W에서 460.8 ohm/sq. 의 전기적 특성과 가시광선 영역 400~550 nm에서 85% 이상의 광학적 투과율을 확보할 수 있었다. 뿐만 아니라 상온에서 최적화된 TITO 투명 전극의 급속 열처리 시 600$^{\circ}C$ 급속 열처리 조건에서 매우 낮은 25.94 ohm/sq.면저항, $5.1{\times}10^{-4}$ ohm-cm 비저항과 81% 투과율을 확보할 수 있었다. 아나타세 $TiO_2$가 도핑된 TITO 투명 전극의 급속 열처리 공정에도 불구하고 매우 평탄한 표면을 나타냄을 SEM 이미지를 통하여 확인할 수 있었다. 이러한 TITO 투명 전극의 우수한 전기적, 광학적, 구조적 특성은 indium saving 투명 전극으로써 고가 ITO 박막의 대치가능성을 나타낸다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.299-299
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• 2013

Indium Tin Oxide (ITO) has widely been used as a transparent conductive oxide (TCE) for photovoltaic devices. Lately, flexibility of ITO becomes an issue as demand of flexible device increases. Several scientists have tried to substitute ITO to different materials such as conductive polymer, graphene, CNT, and metal nanowire because of ITO brittleness. Among the substitute materials, PEDOT:PSS has mostly paid attention because PEDOT:PSS has excellent flexibility and good conductivity. The conductivity of PEDOT:PSS increases up to 1000 S/cm with additives such as DMSO, EG, sorbitol, and so on. In our research group, we introduce a conductive polymer PEDOT:PSS as a buffer layer to improve not only flexibility but also conductivity. As PEDOT:PSS layer forms beneath ITO thin film (20 nm), sheet resistance decreases from $230{\Omega}$/${\Box}$ to $85{\Omega}$/${\Box}$ and crack initiation decreases from 4.5 mm to 3.5 mm as well. We have fabricated organic photovoltaic device and power conversion efficiencies using conventional ITO electrode and ITO/PEDOT:PSS hybrid electrode. The photovoltaic property such as power conversion efficiency for ITO/PEDOT:PSS hybrid electrode is comparable to the value obtained using conventional ITO electrode on glass substrate.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.646-651
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• 2018

최근 태양전지의 Donor/Acceptor 계면에 그래핀 양자점을 완충 층으로 삽입하여 광 전환 효율을 향상시킨 많은 연구 결과들이 보고되었다. 그래핀 양자점은 그래핀 단일 층이 여러 겹 쌓여서 구성된 수 나노미터 크기의 물질로, 양자 제한 효과에 의한 밴드갭 조절이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 하지만 대부분의 그래핀 양자점을 활용한 연구에서 레이저 분쇄나 수열 처리 등과 같은 복잡하고 접근성이 떨어지는 용액 공정들이 박막 형성에 사용되고 있다. 본 연구에서는 Indium tin oxide(ITO)/$TiO_2$/Poly(3-hexylthiophene)(P3HT)/Al 구조로 구성된 태양전지의 Donor/Acceptor 계면에 그래핀 양자점을 단순한 초음파 처리를 통해 용매에 분산시켜 박막 공정에 사용하였음에도 불구하고, 단락 전류를 $1.26{\times}10^{-5}A/cm^2$에서 $7.46{\times}10^{-5}A/cm^2$으로, 곡선인자(Fill factor)를 0.27에서 0.42로 향상된 결과를 확인하였다. 이러한 결과를 트랜지스터 구조의 소자를 활용한 전기적 성질 확인과 순환 전압-전류법을 통한 에너지 레벨 분석 및 가시광 흡수 스펙트럼 분석 등을 통하여 고찰하였다. 본 연구 결과를 통해 그래핀 양자점 용액 공정이 복잡한 처리 공정 없이도, 보다 폭넓게 활용 가능할 것으로 예상된다.

• 공업화학
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• 제25권5호
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• pp.487-496
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• 2014

본 연구에서는 phenothiazine과 benzothiadiazole을 기반으로 하고, phenothiazine의 질소 위치에 다양한 side-chain을 치환한 고분자를 합성하였다. 합성된 고분자는 광학적, 전기화학적 분석 결과 300~700 nm에서 흡수를 보였고, -5.4 eV 정도의 이상적인 HOMO energy level를 갖는 특성을 확인하였다. 고분자와 $PC_{71}BM$을 광활성층으로 사용한 소자를 제작하였고, 측정결과 branched side-chain을 가지며 탄소수가 많은 P2HDPZ-bTP-OBT가 2.4%로 최대 광전변환효율을 갖는 것으로 확인되었다($V_{OC}$ : 0.74 V, $J_{SC}$ : $6.9mA/cm^2$, FF : 48.0%).

• 공업화학
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• 제26권5호
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• pp.526-532
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• 2015

신 기후변화대응(Post 2020)을 위한 대체에너지의 역할과 더불어 태양전지의 중요성이 높아져 가고 있다. 태양전지의 종류는 크게 재료관점에서 보면 유기물과 무기물 계열로 구분할 수 있지만 대규모 발전역할에서는 현재까지 실리콘과 같이 양산성과 안정성 기반의 무기물 태양전지가 주된 역할을 하고 있다. 특히 최근 몇 년간 화합물반도체 태양전지에 대한 연구는 급속도로 가속화되면서 3-5족 적층형 태양전지, chalcopyrite 계열 $CuInGa(S,Se)_2$ (CIGSSe) 태양전지와 kesterite 계열 $Cu_2ZnSn(S,Se)_4$ (CZTSSe) 태양전지 연구가 대표적으로 주류를 이루어 왔다. 따라서 화합물반도체 태양전지에서 주류를 이루고 있는 3-5족 적층형, CIGSSe 및 CZTSSe 태양전지들의 연구개발동향 및 기술적인 주요내용들에 대해 소개하고자 한다.

• 공업화학
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• 제27권5호
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• pp.467-471
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• 2016

새로운 전자 받개인 6,7-difluoro-2,3-dihexylquinoxaline을 이용하여 유기 태양 전지형 고분자를 개발하였다. Fluorene과 6,7-difluoro-2,3-dihexylquinoxaline으로 Suzuki polymerization방법을 이용하여 낮은 HOMO 에너지를 가지는 PFDTQxF 고분자를 합성하였다. 필름상태의 PFDTQxF은 368과 493 nm에서 두 개의 흡광도를 보였다. PFDTQxF의 HOMO와 LUMO 에너지는 각각 -5.55와 -3.91 eV을 나타내었다. PFDTQxF의 태양전지 소자는 0.47 V의 $V_{OC}$와 $4.48mA/cm^2$의 $J_{SC}$와 0.32의 FF를 가지고 있어 0.78%의 에너지 효율을 나타내었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권11호
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• pp.3399-3404
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• 2013

A new accepter unit, pyrrolo[3,2-b]pyrrole-2,5-dione, was prepared and utilized for the synthesis of the conjugated polymers containing electron donor-acceptor pair for OPVs. Pyrrolo[3,2-b]pyrrole-2,5-dione unit, regioisomer of the known pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione, is originated from the structure of stable synthetic pigment. The new conjugated polymers with 1,4-diphenylpyrrolo[3,2-b]pyrrole-2,5-dione, thiophene and carbazole were synthesized using Suzuki polymerization to generate P1 and P2. The solid films of P1 and P2 show absorption bands with maximum peaks at about 377, 554 and 374, 542 nm and the absorption onsets at 670 and 674 nm, corresponding to band gaps of 1.85 and 1.84 eV, respectively. To improve the hole mobility of the polymer with 1,4-bis(4-butylphenyl)-pyrrolo[3,2-b]-pyrrole-2,5-dione unit, which was previously reported by us, the butyl group at the 4-positions of the N-substituted phenyl group was substituted with hydrogen and methyl group. The field-effect hole mobility of P2 is $9.6{\times}10^{-5}cm^2/Vs$. The device with $P2:PC_{71}BM$ (1:2) showed $V_{OC}$ value of 0.84 V, $J_{SC}$ value of 5.10 $mA/cm^2$, and FF of 0.33, giving PCE of 1.42%.