We have demonstrated that simple brush-painted Ti-doped $In_2O_3$(TIO) films can be used as a cost effective transparent anodes for organic solar cells (OSCs). We examined the RTA effects on the electrical, optical, and structural properties of the brush painted TIO electrodes. By the direct brushing of TIO nanoparticle ink and rapid thermal annealing (RTA), we can simply obtain TIO electrodes with a low sheet resistance of 28.25 Ohm/square and a high optical transmittance of 85.48% under atmospheric ambient conditions. Furthermore, improvements in the connectivity of the TIO nano-particles in the top region during the RTA process play an important role in reducing the resistivity of the brush-painted TIO anode. In particular, the brush painted TIO films showed a much higher mobility ($33.4cm^2/V-s$) than that of previously reported solution-process transparent oxide films ($1{\sim}5cm^2/V-s$) due to the effects of the Ti dopant with higher Lewis acid strength (3.06) and the reduced contact resistance of TIO nanoparticles. The OSCs fabricated on the brush-painted TIO films exhibited cell-performance with an open circuit voltage (Voc) of 0.61 V, shot circuit current (Jsc) of $7.90mA/cm^2$, fill factor (FF) of 61%, and power conversion efficiency (PCE) of 2.94%. This indicates that brush-painted TIO film is a promising cost-effective transparent electrode for printing-based OSCs with its simple process and high performance.
An effect of thermal annealing on activating phosphorus (P) atoms in ZnO nanorods (NR) grown using a hydrothermal process was investigated. $NH_4H_2PO_4$ used as a dopant source reacted with $Zn^{2+}$ ions and $Zn_3(PO_4)_2$ sediment was produced in the solution. The fact that most of the input P elements are concentrated in the $Zn_3(PO_4)_2$ sediment was confirmed using an energy dispersive spectrometer (EDS). After the hydrothermal process, ZnO NRs were synthesized and their PL peaks were exhibited at 405 and 500 nm because P atoms diffused to the ZnO crystal from the $Zn_3(PO_4)_2$ particles. The solubility of the $Zn_3(PO_4)_2$ initially formed sediment varied with the concentration of $NH_4OH$. Before annealing, both the structural and the optical properties of the P-doped ZnO NR were changed by the variation of P doping concentration, which affected the ZnO lattice parameters. At low doping concentration of phosphorus in ZnO crystal, it was determined that a phosphorus atom substituted for a Zn site and interacted with two $V_{Zn}$, resulting in a $P_{Zn}-2V_{Zn}$ complex, which is responsible for p-type conduction. After annealing, a shift of the PL peak was found to have occurred due to the unstable P doping state at high concentration of P, whereas at low concentration there was little shift of PL peak due to the stable P doping state.
Ba-Ferrite의 높은 보자력을 제어할 목적으로 $Fe^{+3}$의 일부를 2가 이온과 4가 혹은 5가 이온인 dopants로 치환할때 치환이온의 종류와 그 치환량에 따라 자기적 물성 과 입자특성은 매우 다르게 나타난다. $co^{+2}$의 치환은 magneto-plumbite 구조중 R-block내 치환과 과잉의 S-block 생 성을 촉진시켜 Ba-ferrite의 높은 보자력을 효과적으로 감소시키고 더 높은 포화자화 값을 나타내지만, 입자크기 및 그 분포 뿐만아니라 보자력의 분포도도 불균일하게 만드는 단점이 있다. $Ti^{+4}$의 치환은 포화자화값을 감소시키지만 보자력의 감소에도 상당한 영향을 미치고 있다. 또한 $Ti^{+4}$는 비정질체내에서 핵생성 촉진제로서 입자크기 및 판상비를 효과적으로 감소시키며, $Co^{+2}$에 의한 과잉의 S-block의 생성량을 줄여 자기적 물성을 균일하게 하는 작용을 하고 있다. 따라서 2가 이온과 4가 이온의 치환량 결정은 더 높은 포화자화값을 얻기 위해서 과잉의 2가 이온을 사용한다거나 원자가 보상을 위해 동등량으로 치환하기보다는 자기적 물성과 입자특성을 고려하여 최적화되어야 한다.
본 연구의 목적은 기존의 고상 반응법을 이용하여 일본의 상용 Zn$_2$SiO$_4$:Mn형광체보다 우수한 성능의 형광체를 제조하는데 있다. 이틀 위해 본 연구에서는 고상 반응법을 이용하여 Zn$_2$SiO$_4$:Mn 형광체를 합성하고, 이를 PDP(Plasma Display Panel)에 적용하기 위하여 소성온도 및 환원 온도와 주입되는 기체의 양, dopant Mn의 농도를 다양하게 하여 합성하였고, ball milling 등을 통하여 입자의 특성을 개선하는 실험을 하였다. 제조된 형광체의 발광특성 및 모양 등의 특성은 상용 Zn$_2$SiO$_4$:Mn 형광체와 비교하였다. Mn의 농도를 0.08mo1e로 하여 130$0^{\circ}C$에서 소성하였을 때 결정성 및 휘도가 가장 우수하였고, 환원시 5% H$_2$-96% N, 혼합가스의 양을 100ml/rnin으로 일정하게 주입시켰을 때 20%이상 휘도가 증가하였다. Ball rnilling은 30분 동안 100rpm으로 하였을 때 입자의 크기가 수십 $\mu\textrm{m}$에서 3$\mu\textrm{m}$이하로 줄어들었다. 특히. 발광 특성이 상용 형광체보다 월등히 우수하여 PDP에 적용할 수 있다
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[게시일 2004년 10월 1일]
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