본 논문에서는 그래핀 기반 투명전극과 이를 활용한 유기태양전지, 액정디스플레이와 같은 어플리케이션에 관하여 연구하였다. 그래핀은 화학기상증착법으로 성장하였으며, 글래스 혹은 PET기판과 같이 임의의 기판상에 전사공정을 통하여 형성시켰다. 그래핀 투명전극의 특성 향상을 위하여 다층 그래핀 형성법, 질산처리 도핑법, 메탈그리드 ...
본 논문에서는 그래핀 기반 투명전극과 이를 활용한 유기태양전지, 액정디스플레이와 같은 어플리케이션에 관하여 연구하였다. 그래핀은 화학기상증착법으로 성장하였으며, 글래스 혹은 PET기판과 같이 임의의 기판상에 전사공정을 통하여 형성시켰다. 그래핀 투명전극의 특성 향상을 위하여 다층 그래핀 형성법, 질산처리 도핑법, 메탈그리드 하이브리드의 방법을 시도하였다. 그 결과, 면저항 24.6±1.3Ω/□, 투과도 92.4%의 그래핀 기반 유연 투명전극을 제작할 수 있었다. 위 연구들로부터 얻어진 그래핀 투명전극의 실현가능성을 확인하고자 전류소자로써 유기태양전지에, 전계소자로써 액정디스플레이에 실제 적용하는 연구를 진행하였다. 3층 그래핀 (Rs=274±1Ω/□, T%= 92.1%)을 양극으로 활용하여 유기태양전지를 제작한 결과 2.019%의 광변환효율을 얻을 수 있었고, 질산처리 도핑법을 이용, 투과도 변화없이 면저항을 119±1Ω/□로 줄인 그래핀 투명전극을 사용함으로써 효율을 2.861%로 향상시킬 수 있었으며 이는 ITO소자 대비 85%수준으로 그래핀기반 투명전극을 유기태양전지에 활용하여 기존 ITO소자와 비교할만한 성능을 볼 수 있었다. 전계소자로써 액정디스플레이 투명전극에 그래핀을 활용한 결과, 그래핀의 높은 투과도로 인하여 ITO소자 대비 7.7%향상된 광투과율을 얻을 수 있었으며 소자의 문턱전압, 전압보전율과 같은 특성들 또한 기존 ITO소자와 유사한 수준의 성능을 보임을 볼 수 있었다. 이러한 결과로부터 그래핀이 전자소자에서 기존 ITO투명전극을 대체할만한 유망한 투명전극 물질임을 확인 할 수 있었으며 특히 현재 기술수준에서 전류소자보다는 전계소자에 적합함을 확인 할 수 있었다.
본 논문에서는 그래핀 기반 투명전극과 이를 활용한 유기태양전지, 액정디스플레이와 같은 어플리케이션에 관하여 연구하였다. 그래핀은 화학기상증착법으로 성장하였으며, 글래스 혹은 PET기판과 같이 임의의 기판상에 전사공정을 통하여 형성시켰다. 그래핀 투명전극의 특성 향상을 위하여 다층 그래핀 형성법, 질산처리 도핑법, 메탈그리드 하이브리드의 방법을 시도하였다. 그 결과, 면저항 24.6±1.3Ω/□, 투과도 92.4%의 그래핀 기반 유연 투명전극을 제작할 수 있었다. 위 연구들로부터 얻어진 그래핀 투명전극의 실현가능성을 확인하고자 전류소자로써 유기태양전지에, 전계소자로써 액정디스플레이에 실제 적용하는 연구를 진행하였다. 3층 그래핀 (Rs=274±1Ω/□, T%= 92.1%)을 양극으로 활용하여 유기태양전지를 제작한 결과 2.019%의 광변환효율을 얻을 수 있었고, 질산처리 도핑법을 이용, 투과도 변화없이 면저항을 119±1Ω/□로 줄인 그래핀 투명전극을 사용함으로써 효율을 2.861%로 향상시킬 수 있었으며 이는 ITO소자 대비 85%수준으로 그래핀기반 투명전극을 유기태양전지에 활용하여 기존 ITO소자와 비교할만한 성능을 볼 수 있었다. 전계소자로써 액정디스플레이 투명전극에 그래핀을 활용한 결과, 그래핀의 높은 투과도로 인하여 ITO소자 대비 7.7%향상된 광투과율을 얻을 수 있었으며 소자의 문턱전압, 전압보전율과 같은 특성들 또한 기존 ITO소자와 유사한 수준의 성능을 보임을 볼 수 있었다. 이러한 결과로부터 그래핀이 전자소자에서 기존 ITO투명전극을 대체할만한 유망한 투명전극 물질임을 확인 할 수 있었으며 특히 현재 기술수준에서 전류소자보다는 전계소자에 적합함을 확인 할 수 있었다.
We have studied graphene-based transparent electrodes and their applications such as organic solar cells and liquid crystal displays. Graphene films were synthesized via chemical vapor deposition and transferred onto glass or PET substrates by wet-transfer process, then tried to improve properties o...
We have studied graphene-based transparent electrodes and their applications such as organic solar cells and liquid crystal displays. Graphene films were synthesized via chemical vapor deposition and transferred onto glass or PET substrates by wet-transfer process, then tried to improve properties of graphene by multi-layer stacking, HNO3-treatment and silver grid hybrid. As a result, we fabricated graphene-based transparent electrodes with sheet resistance of 24.6±1.3Ω/□ and transparency of 92.4%. To evaluate the feasibility of graphene transparent electrodes, graphene electrodes have been adopted in the organic solar cells as current device and the liquid crystal displays as potential device. The OSCs as a current device fabricated on MLG(multilayer graphene; 3-layer) transparent electrodes (Rs=274±1Ω/□, T%= 92.1%) had a power conversion efficiency (PCE) of 2.019 %. HNO3-treatment was performed to improve the sheet resistance of MLG to 119±1Ω/□. When we applied HNO3-treated MLG films as transparent electrodes for the OSCs, the performance of the graphene-based OSCs were improved to a PCE of 2.861 %(85% as compared with performance of ITO reference device). As a potential device, we studied the characteristics of liquid crystal displays (LCDs) fabricated on graphene transparent electrodes. Graphene transparent electrodes were used in typical twisted nematic LCDs to improve optical transmittance. LCD cells with graphene as a transparent electrode had optical transmittances of 7.7% higher than those of conventional LCDs with transparent electrode based on indium tin oxide (ITO) films. The device performances such as threshold voltage and voltage holding ratio of LCD cells based on graphene electrodes were comparable to those of conventional LCD cells based on ITO electrodes. These results showed that graphene is a promising material as transparent electrodes in electronic devices to substitute conventional ITO transparent electrodes. In particular, these results suggest it is more suitable for potential devices such as LCD than the current devices.
We have studied graphene-based transparent electrodes and their applications such as organic solar cells and liquid crystal displays. Graphene films were synthesized via chemical vapor deposition and transferred onto glass or PET substrates by wet-transfer process, then tried to improve properties of graphene by multi-layer stacking, HNO3-treatment and silver grid hybrid. As a result, we fabricated graphene-based transparent electrodes with sheet resistance of 24.6±1.3Ω/□ and transparency of 92.4%. To evaluate the feasibility of graphene transparent electrodes, graphene electrodes have been adopted in the organic solar cells as current device and the liquid crystal displays as potential device. The OSCs as a current device fabricated on MLG(multilayer graphene; 3-layer) transparent electrodes (Rs=274±1Ω/□, T%= 92.1%) had a power conversion efficiency (PCE) of 2.019 %. HNO3-treatment was performed to improve the sheet resistance of MLG to 119±1Ω/□. When we applied HNO3-treated MLG films as transparent electrodes for the OSCs, the performance of the graphene-based OSCs were improved to a PCE of 2.861 %(85% as compared with performance of ITO reference device). As a potential device, we studied the characteristics of liquid crystal displays (LCDs) fabricated on graphene transparent electrodes. Graphene transparent electrodes were used in typical twisted nematic LCDs to improve optical transmittance. LCD cells with graphene as a transparent electrode had optical transmittances of 7.7% higher than those of conventional LCDs with transparent electrode based on indium tin oxide (ITO) films. The device performances such as threshold voltage and voltage holding ratio of LCD cells based on graphene electrodes were comparable to those of conventional LCD cells based on ITO electrodes. These results showed that graphene is a promising material as transparent electrodes in electronic devices to substitute conventional ITO transparent electrodes. In particular, these results suggest it is more suitable for potential devices such as LCD than the current devices.
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