• 한국재료학회지
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• 제23권2호
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• pp.116-122
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• 2013

For fabricating silicon solar cells with high conversion efficiency, texturing is one of the most effective techniques to increase short circuit current by enhancing light trapping. In this study, four different types of textures, large V-groove, large U-groove, small V-groove, and small U-groove, were prepared by a wet etching process. Silicon substrates with V-grooves were fabricated by an anisotropic etching process using a KOH solution mixed with isopropyl alcohol (IPA), and the size of the V-grooves was controlled by varying the concentration of IPA. The isotropic etching process following anisotropic etching resulted in U-grooves and the isotropic etching time was determined to obtain U-grooves with an opening angle of approximately $60^{\circ}$. The results indicated that U-grooves had a larger diffuse reflectance than V-grooves and the reflectances of small grooves was slightly higher than those of large grooves depending on the size of the grooves. Then amorphous Si:H thin film solar cells were fabricated on textured substrates to investigate the light trapping effect of textures with different shapes and sizes. Among the textures fabricated in this work, the solar cells on the substrate with small U-grooves had the largest short circuit current, 19.20 mA/$cm^2$. External quantum efficiency data also demonstrated that the small, U-shape textures are more effective for light trapping than large, V-shape textures.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권2호
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• pp.399-405
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• 2013

Two series of new green phosphorescent polymers bearing a bis(2-phenyl-pyridine)iridium(III)(dibenzoylmethane) [$(ppy)_2Irdbm$] complex were designed and synthesized. Poly-carbazole (PCbz) derivative or polyfluorene with pendant carbazole groups (PFCbz) were employed as host polymers for the iridium complex. The iridium complex monomer was copolymerized with the host monomers using varying monomer ratios via a Yamamoto coupling reaction. Efficient energy transfer from host to dopant unit was observed by increasing the ratio of the iridium guest in the copolymers. Electroluminescent devices with the configuration ITO/PEDOT:PSS/polymer/BmPyPB/LiF/Al were fabricated and characterized. The phosphorescent polymers composed of the iridium complex guest and polyfluorene with carbazole pendants as a host performed better than the polymers composed of the same guest and the main chain polycarbazole host. A maximum external quantum efficiency of 0.73%, a luminous efficiency of 1.21 cd/A, and a maximum luminance of 372 $cd/m^2$ were obtained from a device fabricated using one of the synthesized copolymers.

• 공업화학
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• 제34권1호
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• pp.94-97
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• 2023

BTPSF와 BDTSF는 유기발광다이오드용 스파이로플루오렌 모이어티를 기반으로 하는 새로운 청색 발광 물질로 성공적으로 합성되었다. BTPSF와 BDTSF는 촉매를 사용하지 않고 Diels-Alder 반응을 통해 합성하여 고순도를 얻었다. 합성된 물질의 광발광 스펙트럼은 용액 상태에서 약 381, 407 nm, 필름 상태에서 각각 395, 434 nm의 최대 발광 파장을 나타내어 자외선과 짙은 청색 발광색을 나타냈다. 합성된 BDTSF 물질은 non-doped 소자의 EML로 적용되었으며, 전류 효율은 0.61 cd/A이다.

• Current Photovoltaic Research
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• 제11권3호
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• pp.67-74
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• 2023

The earth-abundant element-based Cu₂ZnSn(S,Se)₄ (CZTSSe) thin film solar cells (TFSCs) have attracted greater attention in the photovoltaic (PV) community due to their rapid development in device power conversion efficiency (PCE) >13%. In the present work, we demonstrated the fine-tuning of the bandgap in the CZTSSe TFSCs by altering the sulfur (S) to the selenium (Se) chalcogenide ratio. To achieve this, the CZTSSe absorber layers are fabricated with different S/(S+Se) ratios from 0.02 to 0.08 of their weight percentage. Further compositional, morphological, and optoelectronic properties are studied using various characterization techniques. It is observed that the change in the S/(S+Se) ratios has minimal impact on the overall Cu/(Zn+Sn) composition ratio. In contrast, the S and Se content within the CZTSSe absorber layer gets altered with a change in the S/(S+Se) ratio. It also influences the overall absorber quality and gets worse at higher S/(S+Se). Furthermore, the device performance evaluated for similar CZTSSe TFSCs showed a linear increase and decrease in the open circuit voltage (V_oc) and short circuit current density (J_sc) of the device with an increasing S/(S+Se) ratio. The external quantum efficiency (EQE) measured also exhibited a linear blue shift in absorption edge, increasing the bandgap from 1.056 eV to 1.228 eV, respectively.

• 공업화학
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• 제34권6호
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• pp.633-639
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• 2023

We synthesized 2-(10-methyl-10H-phenothiazin-3-yl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole (MPPO) and 5,5-(10-methyl-10H-phenothiazin-3,7-diyl)-bis-(2-phenyl-1,3,4-oxadiazole) (DPPO). MPPO has both electron-donating and electron-accepting substituents with asymmetric molecular geometry. By incorporating one extra electron-accepting group into MPPO, we created a symmetric molecule, which is DPPO. The optical and electrochemical properties of these compounds were measured. The lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) level of DPPO was lower than that of MPPO. The excited-state dipole moment of DPPO, with symmetric geometry, was calculated to be 4.1 Debye, whereas MPPO, with asymmetric geometry, had a value of 7.0 Debye. The charge-carrier mobility of both compounds was similar. We fabricated non-doped organic light-emitting diodes (OLEDs) using D-A type molecules as an emitting layer. The current efficiency of the DPPO-based device was 7.8 cd/A, and the external quantum efficiency was 2.4% at 100 cd/m², demonstrating significantly improved performance compared to the MPPO-based device. The photophysical and electroluminescence (EL) characteristics of the two D-A type molecules showed that molecular symmetry, as well as the lowered LUMO level of DPPO, played critical roles in the enhancement of EL performance.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.104.1-104.1
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• 2011

가볍고, 유연성(flexibility)을 갖는 박막(thin film)형 플랙서블 태양전지(flexible solar cell)는 상황에 따른 형태의 변형이 가능하여, 휴대가 간편하고, 기존 혹은 신규 구조물의 지붕(rooftop)등에 설치가 용이하여, 차세대 성장 동력 분야에서 각광받고 있다. 그러나 아직까지 플랙서블 태양전지는 제작시 열에 의한 기판의 변형, 기판 이송시 너울 현상, 대면적 패터닝(patterning) 기술 등 많은 어려움 등으로 웨이퍼나 글라스 기판에 제조된 태양전지 대비 낮은 광전환 효율을 갖는다. 따라서 본 연구에서는 플랙서플 태양전지 성능개선을 위해 3.5세대급 ($450{\times}450cm^2$) 스퍼터(sputter), 금속유기 화학기상장치 (MOCVD), 플라즈마 화학기상장치 (PECVD), 레이저 가공장치 (Laser scriber)를 이용하여 a-Si:H/a-SiGe:H 이중접합(tandem)을 갖는 태양전지를 제작하였고, 광 변환효율 특성을 평가하였다. 전도도(conductivity), 라만(Raman)분광 및 UV/Visible 분광 분석을 통하여 박막의 전기적, 구조적, 광학적 물성을 평가하여 단위박막의 물성을 최적화 했다. 또한 제작된 태양전지는 쏠라 시뮬레이터 (Solar Simulator)를 이용하여 성능 평가를 수행하였고, 상/하부층의 전류 정합 (current matching)을 위해 외부양자효율 (external quantum efficiency) 분석을 수행하였다. 제작된 이중접합 접이식 태양전지로 소면적($0.25cm^2$)에서 8.7%, 대면적($360cm^2$ 이상) 8.0% 이상의 효율을 확보하였으며, 성능 개선을 위해 대면적 패턴 기술 향상 및 공정 기술 개선을 수행 중이다.

• 한국광학회지
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• 제23권2호
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• pp.64-70
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• 2012

c-plane 사파이어 기판에서 성장된 1 $mm^2$ 대면적 InGaN/GaN 다중양자우물 청색 발광 다이오드의 스트레스 전후의 전기적, 광학적 특성 변화를 분석하였다. 스트레스 실험은 샘플 칩을 TO-CAN에 패키징하여 50 mA의 전류를 200시간 동안 인가하여 수행하였다. 스트레스 인가 전류는 다이오드의 순전압 특성을 이용한 접합온도(junction temperature) 측정 실험을 통하여 충분히 낮은 접합온도를 유지하는 값으로 선택하였다. 이렇게 선택한 50 mA의 전류 인가량에서 접합온도는 약 308 K였다. 308 K의 접합온도는 접촉저항(ohmic contact) 또는 GaN계 물질의 특성 변화에 영향을 주지 않는다고 가정하고 실험을 진행하였다. 스트레스 전후에 전류-전압, 광량-전류, 표면 광분포, 파장 스펙트럼 및 상대적 외부양자효율 특성을 측정 및 분석하였다. 측정결과, 스트레스 후 저전류 구간에서의 광량이 감소하고 상대적 외부양자효율이 감소하는 현상을 관찰하였다. 우리는 이러한 현상이 결함의 증가로 인한 비발광 재결합률 증가로부터 기인함을 이론적으로 검토하고 실험결과의 분석을 통하여 보였다.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제45권1호
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• pp.1-6
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• 2008

본 연구에서는 발광층에 2 파장 재료를 갖는 백색 유기발광소자를 진공증착법을 사용하여 청색 발광재료인 NPB와 황색 발광재료인 Rubrene을 사용하여 제작하였다. 제작된 소자는 ITO/NPB$(200{\AA})$NPB:Rubrene$(300{\AA})$/BCP$(100{\AA})/Alq_3(100{\AA})/Al(1000{\AA})$ 구조로 하였고 Rubrene의 도핑농도는 0.75 wt%이었다. 소자의 색좌표값은 인가전압 11 V에서 x = 0.3327, y = 0.3387 로 NTSC 색좌표 순수한 백색영역(x = 0.3333, y = 0.3333)에 근접한 순수한 백색에 가까운 값을 얻었고, 이 때 최대발광파장은 560 nm이었다. 소자의 동작 개시전압은 1 V이하이고 발광 개시전압은 4 V이다. 최대 외부양자효율은 인가전압 18.5 V, 전류밑도 $369mA/cm^2$ 일 때 0.457 %를 얻었다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제18권2호
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• pp.89-92
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• 2017

The performance of three-layered organic light-emitting diodes (OLEDs) was investigated using TPD hole-transport and injection layers, Teflon-AF, and the electron-injection layer of $Li_2CO_3$ and LiF. The OLEDs were manufactured in a structure of TPD/$Alq_3$/LiF, TPD/$Alq_3$/$Li_2CO_3$, and AF/$Alq_3$/LiF using low-molecular organic materials. In three different three-layered OLEDs, it was found that the device with the TPD/$Alq_3$/LiF structure shows higher performance in maximum luminance, and maximum external quantum efficiency compared to those of the device with TPD/$Alq_3$/$Li_2CO_3$ and TPD/$Alq_3$/LiF by 35% and 17%, and 193% and 133%, respectively. It is thought that the combined LiF/Al cathode contributes to a reduced work function and improves an electrical conduction mechanism due to the electron injection rather than the hole transport, which then increases a recombination rate of charge carriers.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.257.1-257.1
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• 2015

Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막 태양 전지에서 buffer layer는 CIGS 흡수층과 TCO 사이의 밴드갭 차이에 대한 문제점과 lattice mismatch를 해결하기 위해 필수적이다. 흔히 buffer layer 물질로는 CdS가 가장 많이 사용되고 있으나 Cd의 독성에 관한 문제가 야기되고 있다. 따라서 ZnS(O, OH) buffer layer가 친환경 물질로 기존의 CdS 버퍼 층의 대체 물질로 각광 받고 있으며, 단파장 범위에서 높은 투과율로 인해 wide band gap의 Chalcopyrite 태양 전지에 응용되는 buffer layer로 많은 연구가 이루어지고 있다. 또한 buffer layer를 최적화 하여 carrier lifetime과 양자 효율이 증가시킬 수 있는 특성을 가지고 있다. 이 연구에서는 Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막에 화학습식공정 (CBD) 방법을 이용하여 최적화된 ZnS(O, OH)의 증착 조건을 찾고, 고품질의 buffer layer를 제조하기 위한 실험에 초점을 맞췄다. 또한, buffer layer의 막질을 개선하고 균일한 막을 제조하기 위해 processing parameters인 시약의 농도, 제조 시간 및 온도 등의 다양한 변화를 통해 실험을 진행하였다. 그 후 최적화된 ZnS(O, OH) buffer layer의 특성 분석을 위해 X-ray diffraction(XRD), photoluminescence (PL), scanning electron microscope (SEM) and GD-OES을 이용하였고, 이를 통해 제조된 CIGS 박막 태양전지는 light induced current-voltage (LIV) and external quantum efficiency (EQE)를 통해 특성 분석을 실시 하였다. 결과적으로, 제조된 ZnS(O, OH) buffer layer의 $ZnSO4{\cdot}7H2O$의 농도는 0.16 M, Thiourea는 0.5 M, NH4OH는 7.5 M, 그리고 반응 온도는 77.5 oC의 조건 하에 CIGS 기판 위에 균일하고 균열이 없는 ZnS(O, OH) 박막을 제조하였으며 이때 제조된 태양전지의 소자 특성은 Voc = 0.478 V, Jsc = 35.79 mA/cm2, FF = 47.77%, ${\eta}=8,18 %$이다.