유·무기 반도체 광전자 소자(Organic·inorganic semiconducting optoelectronic device)는 차세대 차별화된 애플리케이션을 제공할 수 있는 최첨단 IT 기술 분야 중 하나로 인식되고 있으며, 다양한 조형물에 대한 적용성이 우수하고, 바이오, 나노 에너지 환경 분야 등 융합을 통한 신규 IT 과학 분야도 생성할 수 있다는 장점으로 활발한 연구개발을 비롯하여 일상생활에서 다양한 ...
유·무기 반도체 광전자 소자(Organic·inorganic semiconducting optoelectronic device)는 차세대 차별화된 애플리케이션을 제공할 수 있는 최첨단 IT 기술 분야 중 하나로 인식되고 있으며, 다양한 조형물에 대한 적용성이 우수하고, 바이오, 나노 에너지 환경 분야 등 융합을 통한 신규 IT 과학 분야도 생성할 수 있다는 장점으로 활발한 연구개발을 비롯하여 일상생활에서 다양한 전자제품을 사용하고 있다. 대표적인 유·무기 반도체 소자로는 유·무기 하이브리드 페로브스카이트 태양전지(Organic·inorganic perovskitesolar cell), 고분자/유기 태양전지 (Polymer/Organic solar cell, PSC/OSC) 유기 발광 다이오드(Organic lightemitting diode, OLED), 유기 박막 트랜지스터(Organic thin film transistor, OTFT) 등이 있으며, 각 분야에서 괄목할 만한 성능과 응용 가능성으로 현재 전자소자 분야에서 다양한 연구와 양산화가 진행 중에 있다. 최근 유·무기 반도체 전자소자 제조 방식으로는 저가의 소자 제작비용과 대량생산이 가능한 용액공정 기반의 제작 방식이 대두되고 있다. 다양한 용액공정 방식 중, 주입된 용액의 유량과 코팅 속도 등 코팅 변수를 제어하여 나노, 마이크로 단위의 박막의 두께 및 결정성, 균질성을 제어/향상할 수 있는 자체 계량의 연속 인쇄/코팅 공정 방식(continuous printing/coating process)을 이용한 박막 코팅방식이 많이 연구되고 있다. 또한, 자체 계량 연속 인쇄/코팅 공정방식은 상온, 상압, 대기 분위기에서 사용되는 용액/분산액의 물성에 맞춤형 조건을 적용하여 고품질 특성을 부여하여 다양한 기능성 박막을 쉽고 빠르게 제작할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서 진행한 자체 계량의 연속 인쇄/코팅 공정 방식을 기반으로 상온, 상압, 대기 분위기에서 제작한 대면적의 반투명 페로브스카이트 태양전지 제작 및 특성 분석 연구는 반용매(anti-solvent) 공정이나 진공환경 보조(vacuum-assisted)기반의 열처리를 통한 결정화 공정 없이, 기능성 첨가제가 도입된 페로브스카이트 전구체 용액과 기판의 가열 조건을 이용하여 용액의 흐름 및 결정 형성 과정을 제어하여 고균질·결정성을 갖는 페로브스카이트 광기전층을 제작하였다. 또한 대기환경에서 페로브스카이트 태양전지에 적용되는 인접 기능층 및 전극층 또한 고균질 특성을 갖도록 제작하였다. 고균질·결정성을 갖는 페로브스카이트 광기전층과 고균질의 인접 기능층을 적용하여 15%(투명소자: 16%(양면합))를 상회하는 광전 변환 효율을 달성하였다. 더불어 은나노와이어(silver nanowire, AgNW)가 음극으로 적용된 투명소자의 경우 400-800 nm 영역에서 23%이상의 높은 광 투과도를 보였다. 나아가 활성영역 8.5 cm × 8.5 cm 대면적의 기판상에 고결정성을 갖는 페로브스카이트 태양전지 소자를 성공적으로 구현하였다. 다음으로 OTFT 연구를 위해 자체 계량으로 나노 크기의 유기 반도체 박막 두께 제어가 가능한 slot-die-coating 방식을 이용하여 6,13- bis(triisopropylsilylethynyl)-pentacene(TIPS-PEN)과 poly(α-methylstyrene)( PαMS)이 혼합된 유기 반도체 박막을 이용한 OTFT 소자 특성 및 응용 연구를 하였다. Slot-die-coating 방식을 적용한 TIPS-PEN:PαMS 유기반도체 박막은 수 나노 또는 수십 나노 단위의 박막 두께 제어가 가능하였으며, 최적 조건상에서 우수한 결정성과 상 분리 현상을 나타내었다. 이를 기반으로 우수한 전하 이동도 특성을 발현하였으며, 더불어 혈장의 60- 70%를 차지하는 대표적인 단백질인 bovine serum albumin(BSA)의 플라즈마 처리 유무와 농도에 따른 전류크기의 변화를 감지하여 OTFT 의 바이오센서로써 응용 가능성을 관측하였다. 마지막으로 OLED 분야에 관한 연구로써, 자체 계량 마이크로 그라비아(micro-gravure)코팅방식을 이용하여 수십 나노 크기의 박막 두께 제어가 기반된 OLED 소자 제작 및 특성 연구를 하였다. 자체 계량 마이크로 그라비아 코팅 방식을 이용하여 제작한 박막은 나노 크기의 두께 제어가 가능하고 고균일도를 갖는 것으로 관측되었다. 이는 향후 고 정밀도의 제어를 요하는 가요성 기판 인쇄공정기반의 코팅 공정 방식에 응용될 수 있을 것으로 예상된다.
유·무기 반도체 광전자 소자(Organic·inorganic semiconducting optoelectronic device)는 차세대 차별화된 애플리케이션을 제공할 수 있는 최첨단 IT 기술 분야 중 하나로 인식되고 있으며, 다양한 조형물에 대한 적용성이 우수하고, 바이오, 나노 에너지 환경 분야 등 융합을 통한 신규 IT 과학 분야도 생성할 수 있다는 장점으로 활발한 연구개발을 비롯하여 일상생활에서 다양한 전자제품을 사용하고 있다. 대표적인 유·무기 반도체 소자로는 유·무기 하이브리드 페로브스카이트 태양전지(Organic·inorganic perovskite solar cell), 고분자/유기 태양전지 (Polymer/Organic solar cell, PSC/OSC) 유기 발광 다이오드(Organic lightemitting diode, OLED), 유기 박막 트랜지스터(Organic thin film transistor, OTFT) 등이 있으며, 각 분야에서 괄목할 만한 성능과 응용 가능성으로 현재 전자소자 분야에서 다양한 연구와 양산화가 진행 중에 있다. 최근 유·무기 반도체 전자소자 제조 방식으로는 저가의 소자 제작비용과 대량생산이 가능한 용액공정 기반의 제작 방식이 대두되고 있다. 다양한 용액공정 방식 중, 주입된 용액의 유량과 코팅 속도 등 코팅 변수를 제어하여 나노, 마이크로 단위의 박막의 두께 및 결정성, 균질성을 제어/향상할 수 있는 자체 계량의 연속 인쇄/코팅 공정 방식(continuous printing/coating process)을 이용한 박막 코팅방식이 많이 연구되고 있다. 또한, 자체 계량 연속 인쇄/코팅 공정방식은 상온, 상압, 대기 분위기에서 사용되는 용액/분산액의 물성에 맞춤형 조건을 적용하여 고품질 특성을 부여하여 다양한 기능성 박막을 쉽고 빠르게 제작할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서 진행한 자체 계량의 연속 인쇄/코팅 공정 방식을 기반으로 상온, 상압, 대기 분위기에서 제작한 대면적의 반투명 페로브스카이트 태양전지 제작 및 특성 분석 연구는 반용매(anti-solvent) 공정이나 진공환경 보조(vacuum-assisted)기반의 열처리를 통한 결정화 공정 없이, 기능성 첨가제가 도입된 페로브스카이트 전구체 용액과 기판의 가열 조건을 이용하여 용액의 흐름 및 결정 형성 과정을 제어하여 고균질·결정성을 갖는 페로브스카이트 광기전층을 제작하였다. 또한 대기환경에서 페로브스카이트 태양전지에 적용되는 인접 기능층 및 전극층 또한 고균질 특성을 갖도록 제작하였다. 고균질·결정성을 갖는 페로브스카이트 광기전층과 고균질의 인접 기능층을 적용하여 15%(투명소자: 16%(양면합))를 상회하는 광전 변환 효율을 달성하였다. 더불어 은나노와이어(silver nanowire, AgNW)가 음극으로 적용된 투명소자의 경우 400-800 nm 영역에서 23%이상의 높은 광 투과도를 보였다. 나아가 활성영역 8.5 cm × 8.5 cm 대면적의 기판상에 고결정성을 갖는 페로브스카이트 태양전지 소자를 성공적으로 구현하였다. 다음으로 OTFT 연구를 위해 자체 계량으로 나노 크기의 유기 반도체 박막 두께 제어가 가능한 slot-die-coating 방식을 이용하여 6,13- bis(triisopropylsilylethynyl)-pentacene(TIPS-PEN)과 poly(α-methylstyrene)( PαMS)이 혼합된 유기 반도체 박막을 이용한 OTFT 소자 특성 및 응용 연구를 하였다. Slot-die-coating 방식을 적용한 TIPS-PEN:PαMS 유기반도체 박막은 수 나노 또는 수십 나노 단위의 박막 두께 제어가 가능하였으며, 최적 조건상에서 우수한 결정성과 상 분리 현상을 나타내었다. 이를 기반으로 우수한 전하 이동도 특성을 발현하였으며, 더불어 혈장의 60- 70%를 차지하는 대표적인 단백질인 bovine serum albumin(BSA)의 플라즈마 처리 유무와 농도에 따른 전류크기의 변화를 감지하여 OTFT 의 바이오센서로써 응용 가능성을 관측하였다. 마지막으로 OLED 분야에 관한 연구로써, 자체 계량 마이크로 그라비아(micro-gravure)코팅방식을 이용하여 수십 나노 크기의 박막 두께 제어가 기반된 OLED 소자 제작 및 특성 연구를 하였다. 자체 계량 마이크로 그라비아 코팅 방식을 이용하여 제작한 박막은 나노 크기의 두께 제어가 가능하고 고균일도를 갖는 것으로 관측되었다. 이는 향후 고 정밀도의 제어를 요하는 가요성 기판 인쇄공정기반의 코팅 공정 방식에 응용될 수 있을 것으로 예상된다.
Organic·inorganic semiconducting optoelectronic devices are recognized as one of the cutting-edge IT technologies that can provide nextgeneration various applications and have excellent applicability to various electronic devices, bio, and nano energy environments. With the advantage ...
Organic·inorganic semiconducting optoelectronic devices are recognized as one of the cutting-edge IT technologies that can provide nextgeneration various applications and have excellent applicability to various electronic devices, bio, and nano energy environments. With the advantage of being able to create new IT science fields through convergence. Also, it uses a variety of electronic products in daily life, including active research and development. Representative organic/inorganic semiconducting devices include organic·inorganic perovskite solar cells, polymer/organic solar cells (PSC/OSC) organic light-emitting diodes(Organic light- There are emitting diodes, OLEDs, and organic thin-film transistors(OTFTs). Various studies and mass productions are currently underway in the field of electronic devices with remarkable performance and applicability in each field. Recently, as a method of manufacturing an organic·inorganic semiconducting electronic device, a manufacturing method based on a solution process capable of low-cost device manufacturing and mass production has emerged. Among various solution process methods, selfmetering continuous printing/coating process method (continuous printing/) to control/enhance the thickness, crystallinity, and homogeneity of the thin film produced by controlling the coating parameters such as the flow rate and coating speed of the injected solution Thin film coating method using coating process) has been studied a lot. Also, the self-measurement continuous printing/coating process method has the advantage of being able to produce various functional thin films that express high-quality characteristics at room temperature, normal pressure, and atmospheric atmosphere by applying customized conditions to the properties of the solution/dispersion used. Based on the self-metering continuous printing/coating process method based on this paper, research on the fabrication and characterization of large-area translucent perovskite solar cells produced at room temperature, normal pressure, and the atmospheric atmosphere is an antisolvent process or vacuum High homogeneity and crystallinity by controlling the flow of the solution and the crystal formation process using the heating conditions of the perovskite precursor solution and the substrate into which functional additives have been introduced, without a crystallization process through heat treatment based on environmentassisted( vacuum-assisted) A perovskite photovoltaic layer having a was prepared. In addition, the adjacent functional layer applied to the perovskite solar cell was fabricated in a high-quality homogeneous thin film in an atmospheric environment, and the perovskite photovoltaic layer having high homogeneity and crystallinity and the highly functional adjacent functional layer were applied 15%(Transparent element: A photoelectric conversion efficiency exceeding 16%(double-sided sum)) was achieved. In addition, the AgNW transparent device showed a high light transmittance of over 23% in the 400-800 nm region. Furthermore, a perovskite solar cell device with high crystallinity was successfully implemented on a large area of 8.5 cm × 8.5 cm substrate. Next, for OTFT research, 6,13-bis(triisopropylsilylethynyl)- pentacene(TIPS-PEN) and poly are used by the slot-die-coating method that operates in a coating mode capable of controlling the thickness of the organic semiconducting thin film in nanoscale by self-metering. The fabrication and properties of the OTFT device to which the (α- methylstyrene) (PαMS) mixed organic semiconducting thin film was applied were studied. The TIPS-PEN:PαMS organic semiconducting thin film with the slot-die-coating method was able to control the thickness of nano or tens of nano units, and exhibited excellent crystallinity and phase separation under optimum conditions, and based on this, excellent charge mobility Characteristics. Furthermore, the possibility of application as a biosensor of OTFT was observed by detecting the change in current size according to the presence and absence of plasma treatment of bovine serum albumin(BSA), a representative protein that accounts for 60-70% of plasma. Finally, for a study on the printable OLED field, device fabrication and characteristics were studied by controlling the thickness of a thin film using a self-metering micro-gravure coating method. It has been observed that thin films produced using the self-metering micro gravure coating method can precisely control the nano-sized thickness and have high uniformity. This result is expected to be applied to a flexible substrate with a roll-toroll printing-based coating method requiring high precision control in the future.
Organic·inorganic semiconducting optoelectronic devices are recognized as one of the cutting-edge IT technologies that can provide nextgeneration various applications and have excellent applicability to various electronic devices, bio, and nano energy environments. With the advantage of being able to create new IT science fields through convergence. Also, it uses a variety of electronic products in daily life, including active research and development. Representative organic/inorganic semiconducting devices include organic·inorganic perovskite solar cells, polymer/organic solar cells (PSC/OSC) organic light-emitting diodes(Organic light- There are emitting diodes, OLEDs, and organic thin-film transistors(OTFTs). Various studies and mass productions are currently underway in the field of electronic devices with remarkable performance and applicability in each field. Recently, as a method of manufacturing an organic·inorganic semiconducting electronic device, a manufacturing method based on a solution process capable of low-cost device manufacturing and mass production has emerged. Among various solution process methods, selfmetering continuous printing/coating process method (continuous printing/) to control/enhance the thickness, crystallinity, and homogeneity of the thin film produced by controlling the coating parameters such as the flow rate and coating speed of the injected solution Thin film coating method using coating process) has been studied a lot. Also, the self-measurement continuous printing/coating process method has the advantage of being able to produce various functional thin films that express high-quality characteristics at room temperature, normal pressure, and atmospheric atmosphere by applying customized conditions to the properties of the solution/dispersion used. Based on the self-metering continuous printing/coating process method based on this paper, research on the fabrication and characterization of large-area translucent perovskite solar cells produced at room temperature, normal pressure, and the atmospheric atmosphere is an antisolvent process or vacuum High homogeneity and crystallinity by controlling the flow of the solution and the crystal formation process using the heating conditions of the perovskite precursor solution and the substrate into which functional additives have been introduced, without a crystallization process through heat treatment based on environmentassisted( vacuum-assisted) A perovskite photovoltaic layer having a was prepared. In addition, the adjacent functional layer applied to the perovskite solar cell was fabricated in a high-quality homogeneous thin film in an atmospheric environment, and the perovskite photovoltaic layer having high homogeneity and crystallinity and the highly functional adjacent functional layer were applied 15%(Transparent element: A photoelectric conversion efficiency exceeding 16%(double-sided sum)) was achieved. In addition, the AgNW transparent device showed a high light transmittance of over 23% in the 400-800 nm region. Furthermore, a perovskite solar cell device with high crystallinity was successfully implemented on a large area of 8.5 cm × 8.5 cm substrate. Next, for OTFT research, 6,13-bis(triisopropylsilylethynyl)- pentacene(TIPS-PEN) and poly are used by the slot-die-coating method that operates in a coating mode capable of controlling the thickness of the organic semiconducting thin film in nanoscale by self-metering. The fabrication and properties of the OTFT device to which the (α- methylstyrene) (PαMS) mixed organic semiconducting thin film was applied were studied. The TIPS-PEN:PαMS organic semiconducting thin film with the slot-die-coating method was able to control the thickness of nano or tens of nano units, and exhibited excellent crystallinity and phase separation under optimum conditions, and based on this, excellent charge mobility Characteristics. Furthermore, the possibility of application as a biosensor of OTFT was observed by detecting the change in current size according to the presence and absence of plasma treatment of bovine serum albumin(BSA), a representative protein that accounts for 60-70% of plasma. Finally, for a study on the printable OLED field, device fabrication and characteristics were studied by controlling the thickness of a thin film using a self-metering micro-gravure coating method. It has been observed that thin films produced using the self-metering micro gravure coating method can precisely control the nano-sized thickness and have high uniformity. This result is expected to be applied to a flexible substrate with a roll-toroll printing-based coating method requiring high precision control in the future.
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