• 한국고분자학회:학술대회논문집
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• 한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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• pp.186-186
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• 2006

We report a new architecture for high efficiency polymer solar cells introducing a new concept of 'optical spacer' with new material. By implementing a novel solution-based titanium oxide ($TiO_{x}$) layer between the active layer and the electron collecting Al electrode, we invented a way to increase ${\sim}50\;%$ in power conversion efficiency compared to conventional polymer solar cells. Now the new devices exhibit ${\sim}6\;%$ power conversion efficiency, which is the highest value reported to date for a polymer based photovoltaic cell. The $TiO_{x}$ layer increases the efficiency by modifying the spatial distribution of the light intensity inside the device, thereby creating more photogenerated charge carriers in the bulk heterojunction layer.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.70-75
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• 2011

We introduced nanoscale interfacial layers between the PV layer and the cathode in poly (3-hexylthiophene):methanofullerene bulk-heterojunction polymer photovoltaic (PV) cells. The nanoscale double interfacial layers were made of ultrathin poly (oxyethylenetridecylether) surfactant and low-work-function alloy-metal of Al:Li layers. It was found that the nanoscale interfacial layers increase the photovoltaic performance, i.e., increasing short-circuit current density and fill factor with improved device stability. For PV cells with the nanoscale double interfacial layers, an increase in power conversion efficiency of $4.18{\pm}0.24%$ was achieved, compared to that of the control devices ($3.89{\pm}0.08%$) without the double interfacial layers.

• 통합자연과학논문집
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• 제9권4호
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• pp.275-280
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• 2016

Intensity modulated photovoltage spectroscopy (IMVS) analysis of organic solar cells (OSCs) with a bulk-heterojunction (BHJ) film composed of P3HT and $PC_{61}BM$ was performed. The dynamic response of charge recombination by the post-annealing approach in $P3HT/PC_{61}BM$ BHJ solar cells characterized by IMVS demonstrated that post-annealing reduced the recombination of electron carriers in the device. The recombination times of $P3HT/PC_{61}BM$ BHJ solar cells post-annealed at room temperature, 80, 120, and $140^{\circ}C$ were 0.009, 0.020, 0.024, and 0.030 ms, respectively, at a short-circuit current of 0.18 mA. The results indicated that the IMVS analysis can be effectively used as powerful.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2009년도 9th International Meeting on Information Display
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• pp.1204-1207
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• 2009

We investigated the device performance of bulk heterojunction solar cells depending on the active layer thickness. For the systematic comparison, the polymer solar cells comprising RR-P3HT:PCBM (1:0.8 (wt%:wt%)) blend films with different thickness were characterized by impedance spectroscopy, and J-V measurement in dark and solar simulated illumination. The device with 120 nm thickness of active layer exhibited maximum power conversion efficiency of 3.5 % under AM 1.5 100mW/$cm^2$ illumination condition.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제29권9호
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• pp.589-594
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• 2016

P3HT:PCBM bulk heterojunction solar cells added with ferroelectric polymer were fabricated and characterized. By incorporating P3HT:PCBM solar cell with P(VDF-TrFE) ferroelectric additive, the power conversion efficiency was increased up to nearly 50%. Photoacoustic analysis on this phenomena was carried out for the first time. Through this study, we find that the ferroelectricity of the polymer additive plays the key role in the enhancement of the power conversion efficiency of the organic solar cell by suppressing the non-radiative recombination of charge transfer exciton more effectively.

• 전기학회논문지
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• 제67권10호
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• pp.1370-1374
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• 2018

A heterojunction $SnS_2/p-Si$ photodetector was fabricated by RF magnetron sputtering system. $SnS_2$ was formed with 2-inch $SnS_2$ target. Al was applied as the front and the back metal contacts. Rapid thermal process was conducted at $500^{\circ}C$ to enhance the contact quality. 2D material such as $SnS_2$, MoS2 is very attractive in various fields such as field effect transistors (FET), photovoltaic fields such as photovoltaic devices, optical sensors and gas sensors. 2D material can play a significant role in the development of high performance sensors, especially due to the advantages of large surface area, nanoscale thickness and easy surface treatment. Especially, $SnS_2$ has a indirect bandgap in the single and bulk states and its value is 2 eV-2.6 eV which is considerably larger than that of the other 2D material. The large bandgap of $SnS_2$ offers the advantage for the large on-off current ratio and low leakage current. The $SnS_2/p-Si$ photodetector clearly shows the current rectification when the thickness of $SnS_2$ is 80 nm compared to when it is 135 nm. The highest photocurrent is $19.73{\mu}A$ at the wavelength of 740 nm with $SnS_2$ thickness of 80 nm. The combination of 2D materials with Si may enhance the Si photoelectric device performance with controlling the thickness of 2D layer.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.162-162
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• 2010

InAs 는 광전자 및 광통신 소자에 널리 이용되는 $In_xGa_{1-x}As_yP_{1-y}$ 화합물의 endpoint 로서, Heterojunction Field-Effect Transistors (HEMTs), Heterojunction Bipolar Transistor (HBT) 등에 중요하게 이용되고, 다양한 소자의 기판으로도 폭넓게 사용되는 물질이다. InAs 의 반도체 소자로의 응용을 위해서는 정확한 광 특성과 밴드갭 값들이 필수적이며, 분광타원편광분석법(ellipsometry) 을 이용한 상온 InAs 유전율 함수는 이미 정확히 알려져 있다. 그러나 상온에서는 $E_2$ 전이점 영역에서 여러 개의 밴드갭들이 중첩되어 있어, 밴드구조계산 등에 필수적인 InAs의 전이점을 정확히 정의하기 어렵다. 또한, 현재의 산업계에서 중요하게 여겨지는 실시간 모니터링을 위해서는 증착온도에서의 유전율 함수 데이터베이스가 필수적이다. 이와 같은 필요성에 의해, 22 K - 700 K 의 온도범위에서 InAs 의 유전율 함수와 밴드갭 에너지에 대한 연구를 수행하였다. InAs bulk 기판을 methanol, acetone, DI water 등으로 세척 한 뒤, 저온 cryostat 에 부착하였다. 분광타원분석법은 표면의 오염에 매우 민감하기 때문에, 저온에서의 응결 방지를 위해 고 진공도를 유지하며, 액체 헬륨으로 냉각하였다. 0.7 - 6.5 eV 에너지 영역에서 측정이 가능한 분광타원편광분석기로 측정한 결과, 온도가 증가함에 따라 열팽창과 phonon-electron 상호작용효과의 증가에 의해, 밴드갭 에너지 값의 적색 천이와 밴드갭들의 중첩을 관찰 할 수 있었다. 정확한 밴드갭 에너지 값의 분석을 위하여 2계 미분을 통한 표준 밴드갭 해석법을 적용하였으며, 22 K 의 저온에서는 $E_2$ 전이점 영역에서 중첩된 여러 개의 밴드갭들을 분리 할 수 있었다. 또한 고온에서의 연구를 통해, 실시간 분석을 위한 InAs 유전함수의 데이터베이스를 확립하였다. 본 연구의 결과는 InAs 를 기반으로 한 광전자 소자의 개발 및 적용분야와 밴드갭 엔지니어링 분야에 많은 도움이 될 것으로 예상한다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권2호
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• pp.629-635
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• 2012

Two novel conjugated copolymers utilizing 4,7-dithien-2-yl-2,1,3-benzothiadiazole (DTBT) coupled with cyano (-CN) substituted vinylene, as the electron deficient moeity, have been synthesized and evaluated in bulk heterojunction solar cell. The electron deficient moeity was coupled with carbazole and fluorene unit by Knoevenagel condition to provide poly(bis-2,7-((Z)-1-cyano-2-(5-(7-(2-thienyl)-2,1,3-benzothiadiazol-4-yl)-2-thienyl)ethenyl)-alt-9-(1-octylnonyl)-9H-carbazol-2-yl-2-butenenitrile) (PCVCNDTBT) and poly(bis-2,7-((Z)-1-cyano-2-(5-(7-(2-thienyl)-2,1,3-benzothiadiazol-4-yl)-2-thienyl)ethenyl)-alt-9,9-dihexyl-9H-fluoren-2-yl) (PFVCNDTBT). The optical band gaps of PCVCNDTBT (1.74 eV) and PFVCNDTBT (1.80 eV) are lower than those of PCDTBT (1.88 eV) and PFVDTBT (2.13 eV), which is advantageous to provide better coverage of the solar spectrum in the longer wavelength region. The high $V_{oc}$ value of the PSC of PCVCNDTBT (~0.91 V) is attributed to its lower HOMO energy level ( 5.6 eV) as compared to PCDTBT ( 5.5 eV). Bulk heterojunction solar cells based on the blends of the polymers with [6,6]phenyl-$C_{61}$-butyric acid methyl ester ($PC_{61}BM$) gave power conversion efficiencies of 0.76% for PCVCNDTBT under AM 1.5, 100 mW/$cm^2$.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제20권2호
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• pp.39-46
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• 2013

본 논문은 캐리어의 이동도 및 전도도를 개선하고, 흡수된 빛의 이동 경로를 증가시켜 광흡수도를 높이기 위하여 정공 수송층 재료에 금 나노입자를 첨가하여 유기태양전지를 제작하였다. 광활성층으로는 P3HT와 PCBM의 bulk-heterojunction 구조를 사용하였다. 유기태양전지에서 금 나노입자를 첨가한 정공 수송층의 효과를 관찰하기 위하여 금 나노입자의 첨가량(0, 0.5, 1.0 wt% Au)과 열처리온도(상온, $110^{\circ}C$, $130^{\circ}C$, $150^{\circ}C$)에 따른 광학적 전기적 특성을 조사하였다. 최대전력변환효율을 갖는 유기태양전지는 0.5 wt% 금 나노입자 첨가한 소자와 $130^{\circ}C$에서 열처리한 소자에서 관찰되었다. 이때 유기태양전지의 전기적 특성은 금 나노입자를 0.5 wt% 첨가한 경우, 단락전류밀도, 곡선인자 및 전력변환효율은 각각 10.2 $mA/cm^2$, 55.8% 및 3.1%로 나타났으며, $130^{\circ}C$에서 열처리한 경우, 12.0 $mA/cm^2$의 단락전류밀도와 64.2%의 곡선인자를 가지며, 4.0%의 전력변환효율이 관찰되었다.

• 폴리머
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• 제33권3호
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• pp.191-197
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• 2009

박막형 유기 태양전지의 성능 향상을 위하여 정공 수송층인 CuPc 층에 강한 p형 유기 반도체인 $F_4$-TCNQ을 도핑하여 ITO/PEDOT:PSS/CuPc: $F_4$-TCNQ(5wt%)/CuPc:C60 (blending ratio 1 : 1)/C60/BCP/LiF/Al의 이종 접합 구조를 가지는 P-i-n형 유기 박막형 태양전지 소자를 진공증착 장비를 이용하여 제조한 후, 유기 태양전지의 전류 밀도-전압(J-V) 특성, 단락 전류($J_{sc}$), 개방 전압($V_{oc}$), 충진 인자(fill factor: FF), 에너지 전환 효율(${\eta}_e$) 등을 측정하고 계산하여 성능 굉가를 수행하였다. CuPc 층에 $F_4$-TCNQ을 도핑함으로써 에너지 흡수 스펙트럼에서 흡수강도가 증가하였으며, $F_4$-TCNQ가 도핑된 CuPc 박막에서 $F_4$-TCNQ 유기 분자의 분산성 향상, 박막의 표면 균일성, 주입 전류(injection currents) 향상 효과등에 의해서 제조된 p-i-n형 유기 박막 태양전지의 성능이 향상되는 것으로 확인되었다. 제조된 유기 태양전지의 에너지 전환 효율(${\eta}_e$)은 0.15%로 실리콘 태양전지와 비교해서 아직도 성능 향상을 위한 많은 노력이 필요함을 보여 준다.