• 제목/요약/키워드: organic-inorganic hybrid polymer

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유기물과 유무기 혼합 폴리머 게이트 절연체를 사용한 유기 박막 트랜지스터의 특성 (Characteristics of Organic Thin Film Transistors with Organic and Organic-inorganic Hybrid Polymer Gate Dielectric)

  • 배인섭;임하영;조수헌;문송희;최원석
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제22권12호
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    • pp.1009-1013
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    • 2009
  • In this study, we have been synthesized the dielectric layer using pure organic and organic-inorganic hybrid precursor on flexible substrate for improving of the organic thin film transistors (OTFTs) and, design and fabrication of organic thin-film transistors (OTFTs) using small-molecule organic semiconductors with pentacene as the active layer with record device performance. In this work OTFT test structures fabricated on polymerized substrates were utilized to provide a convenient substrate, gate contact, and gate insulator for the processing and characterization of organic materials and their transistors. By an adhesion development between gate metal and PI substrate, a PI film was treated using $O_2$ and $N_2$ gas. The best peel strength of PI film is 109.07 gf/mm. Also, we have studied the electric characteristics of pentacene field-effect transistors with the polymer gate-dielectrics such as cyclohexane and hybrid (cyclohexane+TEOS). The transistors with cyclohexane gate-dielectric has higher field-effect mobility, $\mu_{FET}=0.84\;cm^2/v_s$, and smaller threshold voltage, $V_T=-6.8\;V$, compared with the transistor with hybrid gate-dielectric.

Hybrid Solar Cells with Polymer/Fullerene Bulk Heterojunction Layers Containing in-situ Synthesized CdS Nanocrystals

  • Kwak, Eunjoo;Woo, Sungho;Kim, Hwajeong;Kim, Youngkyoo
    • Current Photovoltaic Research
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    • 제2권4호
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    • pp.152-156
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    • 2014
  • We report hybrid solar cells fabricated with polymer/fullerene bulk heterojunction layers that contain inorganic nanocrystals synthesized by in-situ reaction in the presence of polymer chains. The inorganic (cadmium sulfide) nanocrystal ($CdS_{NC}$) was generated by the reaction of cadmium acetate and sulfur by varying the reaction time up to 30 min. The synthesized $CdS_{NC}$ showed a rectangular flake shape, while the size of $CdS_{NC}$ reached ca. 150 nm when the reaction time was 10 min. The performance of hybrid solar cells with $CdS_{NC}$ synthesized for 10 min was better than that of a control device, whereas poor performances were measured for other hybrid solar cells with $CdS_{NC}$ synthesized for more than 10 min.

스핀코팅 하드마스크용 유-무기 하이브리드 소재에 관한 연구 (Organic-inorganic Hybrid Materials for Spin Coating Hardmask)

  • 유제정;황석호;김상범
    • 공업화학
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    • 제22권2호
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    • pp.230-234
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    • 2011
  • 반도체산업은 고집적화된 회로를 요구하면서 미세 패턴을 형성하기 위해 계속해서 발전해가고 있다. 이에 반도체 산업에서 미세 패턴을 형성하기 위하여 하드마스크를 도입하여 사용되고 있다. 일반적으로 하드마스크는 화학증기증착법(CVD) 공정을 이용하여 다층구조로 제작된다. 이에 본 연구에서는 스핀공정이 가능하고 단층의 하드마스크용 조성물을 제조하기 위하여 유-무기 하이브리드 중합체를 이용하여 그 특성에 대하여 연구하였다. Silanol로 처리된 siloxane 화합물과 acetonide 그룹을 가지는 propionic acid를 에스터화 반응을 통하여 얻은 유-무기 하이브리드 중합체에 가교제 및 첨가제들의 첨가로 광학적, 열적, 그리고 표면 특성이 조절된 하드마스크 막을 제조하였다. 또한 하드마스크 막과 감광층의 식각비를 비교하여 유-무기 소재의 하이브리드 중합체에 대해 미세패턴을 형성시킬 수 있는 하드마스크 막으로써의 유용성을 확인하였다.

PEDOT:PSS의 두께가 유무기 하이브리드 태양전지 성능에 미치는 영향 (The Effect of PEDOT:PSS Thickness on the Characteristics of Organic-Inorganic Hybrid Solar Cells)

  • 김석윤;한주원;오준호;김용현
    • Current Photovoltaic Research
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    • 제7권3호
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    • pp.61-64
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    • 2019
  • In this study, we investigate organic-inorganic hybrid solar cells with a very simple three-layer structure (Al/n-Si/PEDOT:PSS). The performance of hybrid solar cells is optimized by controlling the sheet resistance and optical transmittance of the PEDOT:PSS layers. As the thickness of the PEDOT:PSS layer decreases, the optical absorption of the n-Si increases, which greatly improves the short-circuit current density ($J_{SC}$) of devices, but the increase in sheet resistance leads to a decrease in the open-circuit voltage ($V_{OC}$) and the fill factor (FF). The solar cell with the 180-nm thick PEDOT:PSS layer shows a highest efficiency of 8.45% ($V_{OC}$: 0.435 V, $J_{SC}$: $33.7mA/cm^2$, FF: 57.5%). Considering these results, it is expected that the optimizing process for the sheet resistance and transmittance of the PEDOT:PSS layer is essential for producing high-efficiency organic-inorganic hybrid solar cells and will serve as an important basis for achieving low-cost, high-efficiency solar cells.

Crystallization and Melting Behavior of Silica Nanoparticles and Poly(ethylene 2,6-naphthalate) Hybrid Nanocomposites

  • Kim Jun-Young;Kim Seong-Hun;Kang Seong-Wook;Chang Jin-Hae;Ahn Seon-Hoon
    • Macromolecular Research
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    • 제14권2호
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    • pp.146-154
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    • 2006
  • Organic and inorganic hybrid nanocomposites based on poly(ethylene 2,6-naphthalate) (PEN) and silica nanoparticles were prepared by a melt blending process. In particular, polymer nanocomposites consisting mostly of cheap conventional polyesters with very small quantities of inorganic nanoparticles are of great interest from an industrial perspective. The crystallization behavior of PEN/silica hybrid nanocomposites depended significantly on silica content and crystallization temperature. The activation energy of crystallization for PEN/silica hybrid nanocomposites was decreased by incorporating a small quantity of silica nanoparticles. Double melting behavior was observed in PEN/silica hybrid nanocomposites, and the equilibrium melting temperature decreased with increasing silica content. The fold surface free energy of PEN/silica hybrid nanocomposites decreased with increasing silica content. The work of chain folding (q) for PEN was estimated as $7.28{\times}10^{-20}J$ per molecular chain fold, while the q values for the PEN/silica 0.9 hybrid nanocomposite was $3.71{\times}10^{-20}J$, implying that the incorporation of silica nanoparticles lowers the work required to fold the polymer chains.

실세스키옥세인을 사용한 폴리스티렌 나노복합재료 (Organic-Inorganic Nanocomposites of Polystyrene with Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane)

  • 김경민
    • 폴리머
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    • 제30권5호
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    • pp.380-384
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    • 2006
  • 구조가 제어된 polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS)을 무기물로 폴리스티렌(PS)을 유기고분자로 사용하여 유기용매에 가역적으로 용해될 수 있는 새로운 유기-무기 나노복합재료를 합성하였다. 페닐기가 도입된 POSS와 PS와의 복합화에서는 다양한 중량비에서 투명하고, 균일한 복합재료를 얻을 수 있었다. 반면에 사이클로헥실기가 도입된 POSS와 PS와의 복합화에서는 불투명하구 불균일한 복합체를 얻었다. 따라서 페닐기가 도입된 POSS와 PS간의 물리적인 결합(physical bonding), 즉 aromatic(${\pi}-{\pi}$) 결합을 통하여 지금까지 유기물질과 무기물질을 복합화하기 위해 주로 사용되었던 화학결합(chemical bonding) 없이도 두 성분이 서로 균일하게 나노 크기로 혼성된 새로운 나노복합재료를 제조할 수 있었다. 또한 POSS를 이용해 얻어진 나노복합체는 기존의 솔-젤(sol-gel)방법으로 얻어진 복합체와는 달리, 용매에 다시 녹고 물리적인 결합을 이용했기 때문에 가역적으로 반복해서 복합재료를 만들 수 있는 장점을 가지고 있었다. 합성되어진 복합재료의 균일성과 분산성은 시차 주사열분석기(DSC)와 주사전자현미경(SEM) 및 X-선 회절분석기(XRD)에 의해 확인하였다.

리튬-황 전지용 폴리실세스키옥산 고분자 가교제로 제조된 겔 고분자 전해질의 전기화학적 특성 (Gel Polymer Electrolytes Derived from a Polysilsesquioxane Crosslinker for Lithium-Sulfur Batteries)

  • 김은지;이성수;이진홍
    • 공업화학
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    • 제32권4호
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    • pp.467-471
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    • 2021
  • 본 연구에서는 가교성 작용기가 기능화된 사다리형 폴리실세스키옥산(LPMA64)을 합성하였고, 이를 액상 전해질의 열 가교 공정에 활용하여 유기-무기 하이브리드 겔 고분자 전해질을 제조하였다. 5 wt%의 낮은 LPMA64 고분자 가교제 함량으로도 전해질 내 네트워크 구조가 잘 발달하여, 우수한 형태 안정성과 높은 이온 전도도를 가지는 전해질의 제조가 가능하였다. 하이브리드 겔 고분자 전해질이 적용된 리튬-황 전지는 안정적인 율속과 장수명 성능 및 높은 쿨롱 효율을 나타냈으며, 이는 완화된 리튬 폴리설파이드 셔틀 현상에 기인했다. 본 연구결과는 제조된 유기-무기 하이브리드 겔 고분자 전해질이 리튬-황 전지 응용에 유망한 전해질임을 보여주었다.