• 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.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권6호
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• pp.577-582
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• 2013

AZO(Aluminium-doped Zinc Oxide)는 기존의 LCD, OLED, 광센서, 유기태양전지 등의 투명전극에 널리 사용되는 ITO(Indium Tin Oxide)를 대체하기 위한 물질로 주목받고 있다. 본 연구에서는 유기태양전지의 투명 전극으로 많이 사용되는 ITO 를 대체하기 위해 원자층 증착(ALD) 공정의 저온 선택적 증착 특성을 이용하여 유연성 폴리머인 PEN 기판상에 AZO 투명전극을 직접 패턴방식으로 제조하고, 그 투명전극의 구조적, 전기적, 광학적 특성을 평가하였다. 전기적, 광학적 특성 결과들로부터 원자층 증작공정의 저온 선택적 증착 특성을 통해 형성된 AZO 투명전극의 유기태양전지로의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제55권2호
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• pp.279-282
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• 2011

염료감을 태양전지(DSSC)는 대체에너지 집적제로서 낮은 생산단가로 고에너지 전환 효과를 볼 수 있다. 친환경적이며 효과가 큰 무금속 염료감응제의 개발이 중요하다. 본 연구에서 유기 감광제로 6,6'-(1,2,5-oxadiazole-3,4-diyl)dipyridine-2,4-dicarboxylic acid(3A)을 합성하였다. 이 감광제를 사용하여 광전환효율(${\eta}$)이 1.00%를 달성함을 발견하였다. 같은 조건에서 루테늄착물(N719)은 4.02%의 광전환효율을 나타내었다.

• 폴리머
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• 제38권1호
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• pp.38-42
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• 2014

Poly[(9,9-bis((6'-(N,N,N-trimethylammonium)hexyl)-2,7-fluorene)-alt-(9,9-bis(2-(2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)ethyl)-9-fluorene)) dibromide(WPF-6-oxy-F)]와 graphene oxide(GO)를 혼합하여 WPF-6-oxy-F-GO를 제조한 후 공기 중에서 감마선을 조사하였다. WPF-6-oxy-F-GO 복합재는 유기태양전지(organic solar cells, OSCs)의 정공수송층(hole transporting layer, HTL)으로서 적용하였다. GO와 비교해 보았을 때, 조사된 WPF-6-oxy-F-GO의 면저항(sheet resistance, $R_{sheet}$)은 약 2배 정도 감소하였다. 이는 감마선 조사를 통하여 WPF-6-oxy-F와 GO 사이의 C-N 결합의 형성으로 인한 ${\pi}-{\pi}$ 공유 결합의 영향과 효율적인 packing 때문이다. 결과적으로, 조사된 WPF-6-oxy-F-GO를 정공수송층으로 적용하였을 때 유기태양전지의 효율은 6.10%까지 증가하였다. 수용성 고분자 WPF-6-oxy-F-GO는 정공수송층으로서 사용되고 있는 PEDOT:PSS를 대체하는 대안 소재로서, 높은 효율과 저가의 유기태양전지를 구현할 수 있을 것으로 기대된다.

• 융합정보논문지
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• 제11권11호
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• pp.151-158
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• 2021

본 논문에서는 차세대 태양전지로 대표되는 유기, 염료 감응형, 페로브스카이트 태양전지의 최신 연구 동향과 건축, 조형예술, 의류패션 등 분야를 막론한 다양한 산업의 소재로의 과제와 활용 가능성을 분석하였다. 더불어, 웨어러블 IoT 장치와 결합하여 자연 및 인공광과 우리 몸의 움직임에 따라 생성되는 크고 작은 진동 에너지를 전기에너지로 공급하는 역할을 하게 될 '스마트 텍스타일 하이브리드 에너지 하베스팅 소자'의 새로운 미래전망과 그 가능성을 제시하였다. 차세대 태양전지와 마찰·압전소자를 융합한 '하이브리드 텍스타일 에너지 하베스팅 디바이스'는 4차 산업혁명 시대의 웨어러블 IoT 기기에 소재 자체로 결합하여 새로운 '융합 일체형 스마트 의류'로 발전할 것이다. 이 연구가 제안한 차세대 나노기술과 소자가 에너지 하베스팅 기능을 갖는 스마트 섬유 소재 분야에 적용되고, 미래 의류 산업에 융합되어 의료, 헬스케어 등 다양한 분야에 AI 서비스 제공하는 창의적인 제품으로 진화하는 패러다임의 전환점이 되길 바란다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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• pp.488-490
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• 2010

최근 심각한 환경오염 문제와 화석 에너지 고갈로 차세대 청정 에너지 개발에 대한 중요성이 증대되고 있다. 그중에서 태양정지는 공해가 적고, 자원이 무한적이며 반 영구적인 수명을 가지고 있어 미래에너지 문제를 해결할 수 있는 에너지원으로 기대되고 있다. 본 연구에서는 P3HT(regioregular poly(3-hexylthiophene))와 PCBM(fullerene derivative [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester)을 전자 도너와 억셉터 물질을 하나의 브랜드로 광 활성층을 형성하는 BHJ(bulk hetero junction)구조를 갖는 고분자 유기 박막 태양전지를 각각 Toluene, Mono-Chlorobenzene, Dichlorobenzene에 $60^{\circ}C$, 200rpm으로 약 12시간동안 1wt%로 교반(Stirring)한 후에 중량비(1:1 wt%)로 혼합하여 스핀코팅(Spin-coating)으로 제작하였고, 완성된 소자의 광활성층 면적은 0.04cm2이며, $150^{\circ}C$에서 후속 열처리 공정을 통해 특성 향상이 측정 되었다. 태양전지 소자 구조는 Glass / ITO / PEDOT:PSS / P3HT : PCBM / Al이다. 전류-전압, FF(Fill Factor), 변환효율 측정을 위해 solar simulator를 AM1.5 조건(100 mW/cm2)으로 이용하였으며, 소자의 최대 전류밀도는 12mA/$cm^2$, 개방전압은 0.566V이고 F.F(Fill Factor)는 55.2%이고 변환효율은 3.7%이다. 후속 열처리후 더욱 좋은 성능을 갖게 되었고, 최대 효율은 Dichl orobenzene일 때 이다.

• 한국진공학회지
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• 제18권5호
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• pp.390-393
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• 2009

유기물 기반의 전자 소자에서 소자간의 전기적인 전류 흐름 및 기생저항 등을 차단하기 위하여 표면 에너지를 이용한 새로운 패터닝 기법을 제안하였다. 소수성의 perfluoro-alkyl fluorosilanes을 플라즈마 이온 에칭을 이용하여 선택적으로 친수성으로 변환한 뒤 wettability 현상을 통해 유기 물질을 자동 패터닝 하였다. 또한 이 기법을 이용하여 $V_{oc}$ (open circuit voltage): 482 mV, $J_{sc}$ (short circuit current density): 2.4 mA/$cm^2$, FF (Fill factor): 0.58, $\eta$ (Efficiency): 0.95 % 의 특성을 보이는 bulk-이종접합 유기 태양 전지 소자를 제작하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권4호
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• pp.105-110
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• 2014

재생에너지 광소자로서 스마트 농장 등의 에너지원으로서 고분자 태양전지의 응용이 기대되며 향후 상업화를 위해 효율과 신뢰성 개선이 요구된다. 본 연구에서는 유기 패시베이션 박막을 가지는 헤테로정션 고분자태 전지를 제작하고, 패시베이션 박막이 고분자 태양전지의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 사용된 패시베이션 유기재료로는 폴리비닐알코올과 이크롬산 암모늄을 혼합하여 용해한 후 스핀코팅방법으로 P3HT:$PC_{61}BM$/LiF/Al 기판위에 코팅하여 소자를 제작하였다. 제작된 소자구조는 glass/ITO/PEDOT:PSS/P3HT:$PC_{61}BM$/LiF/Al/passivation layer 이며, 140시간 공기 중에 노출 후 전기적 특성을 측정, 비교한 결과, 패시베이션 처리된 고분자 태양전지가 패시베이션 박막 처리되지 않은 소자에 비해 보다 우수한 전기적 특성을 보여주었다. 즉, 패시베이션 처리된 소자의 전력변환효율은 제작직후 3.0%에서 140시간 노출 후 1.3%로 감소한 반면 패시베이션 처리되지 않은 소자의 경우는 동일한 노출조건에서 3.5%에서 0.1%로 급격한 특성저하를 나타내었다.

• 폴리머
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• 제39권1호
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• pp.71-77
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• 2015

본 연구에서는 전자가 풍부한 구조단위(dithienosilole 및 benzodithiophene)와 전자가 부족한 구조단위(difluorobenzothiadiazole)를 주사슬에 교대로 갖는 작은 밴드갭 공중합체를 Stille 짝지움 반응을 이용하여 합성하였다. $^1H$ NMR을 통하여 각 단계별 화합물과 고분자의 구조를 확인하였다. GPC, TGA, UV-vis 분광분석기 및 cyclic voltammetry를 이용하여 합성한 고분자의 특성을 조사하였다. 합성한 공액고분자와 $PC_{70}BM$을 1:1.5, 1:2, 1:3, 1:3.5 및 1:4의 중량비로 혼합하여 ITO/PEDOT:PSS/polymer:$PC_{70}BM/Al$의 구조로 유기태양전지 소자를 제작하여 그 광전특성을 조사하였다. 고분자:$PC_{70}BM$의 혼합비율이 1:3에서 최고 1.0%의 광전변환효율이 달성되었다. TEM 실험을 통하여 1:3 혼합비율에서 유기태양전지에 가장 적합한 나노규모로 상분리가 일어났으며, 다른 혼합비율에서는 고분자와 $PC_{70}BM$의 뭉침현상에 기인하여 태양전지 특성이 낮아졌다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2007년도 제32회 학술대회 초록집
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• pp.42-42
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• 2007