-현재 유기 포토다이오드(organic photodiode, OPD) 기술은 민감도와 응답속도 향상 측면에서는 상당한 진전을 이루었으나, 장기적인 안정성과 구조적 신뢰성 확보 측면에서는 여전히 기술적 한계가 존재한다. -본 제안 연구는 장기간 안정적으로 동작하는 고성능 OPD를 개발하고, 이를 기반으로 저전력 광통신 시스템에 적용 가능한 핵심 수신 기술을 ...
유기전자
포토다이오드
모폴로지
안정성
광통신
2
주관|
2021년 2월-2024년 2월
|31,383,000원
반도체 고분자 도핑을 이용한 실내 장식용 저비용 유기태양전지 개발
본 연구는 다성분계 유기 광활성층에 분자 도핑을 적용하여 OPV의 제조 비용을 절감하고 실내조명으로부터 30% 이상의 높은 광전변환 효율을 동시에 달성하는 것을 목표로 한다. 또한, 개발된 OPV가 사물인터넷 (IoT) 센서 등 실내 저전력 전자기기에 부착되었을 때 실내장식을 위한 미적 기능을 제공하는 신개념 다기능 에너지원으로 활용될 수 있도록 실용적인 기능을 부여한다. 본 연구에서는 molybdenum complex를 사용한 post-deposition immersion 방법을 개발하여 도펀트의 농도, immersion 시간, 고분자의 종류, 박막 두께 등의 조절을 통한 국지적인 도핑 농도의 제어가 가능하게 하고 기존 도핑 기술의 한계를 극복한다. 특히 도핑 후 박막 표면에서 캐리어 밀도가 급격히 상승한다는 점에 착안하여 추가적인 버퍼층이 없이도 효과적으로 동작할 수 있는 OPV를 제작한다. 이로인해 버퍼층 재료의 절약, 진공 장비 미사용, 공정 간소화 등에 따른 소자 제작 비용 절감 효과가 있을것으로 기대된다. 비풀러렌계 수용체 기반 OPV 광활성층에 용액 도핑 기술을 적용한 연구는 아직 보고되지 않았으며, 도핑 기술과 OPV 제작 비용의 연관성에 관한 연구 또한 본 과제에서 세계 최초로 제안하고자 한다. 이와 더불어, 2종 이상의 고분자(혹은 저분자)를 최적으로 혼합하는 다성분계 광활성층 최적화 과정을 통해 실내조명 흡수 최적화, 분자 정렬 개선, recombination 감소를 통한 전압손실 방지 등을 구현하고, 실내 환경에서 30% 이상의 광전변환 효율을 갖는 OPV를 개발한다. 특히 다성분계 블렌드는 물질 간의 성분비 조절을 통하여 필름의 색상을 원하는 대로 디자인할 수 있어 심미적인 기능을 갖는 OPV 개발에 적합할 것으로 판단되며, 도핑 기술과 다성분계 기술을 혼합함으로써 소자의 제조 비용 감소, 효율 향상, 미적인 기능 제공 등의 장점이 있는 신개념 실내장식용 에너지원 개발을 이룰 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구는 다성분계 유기 광활성층에 분자 도핑을 적용하여 OPV의 제조 비용을 절감하고 실내조명으로부터 30% 이상의 높은 광전변환 효율을 동시에 달성하는 것을 목표로 한다. 또한, 개발된 OPV가 사물인터넷 (IoT) 센서 등 실내 저전력 전자기기에 부착되었을 때 실내장식을 위한 미적 기능을 제공하는 신개념 다기능 에너지원으로 활용될 수 있도록 실용적인 기능을 부여한다. 본 연구에서는 molybdenum complex를 사용한 post-deposition immersion 방법을 개발하여 도펀트의 농도, immersion 시간, 고분자의 종류, 박막 두께 등의 조절을 통한 국지적인 도핑 농도의 제어가 가능하게 하고 기존 도핑 기술의 한계를 극복한다. 특히 도핑 후 박막 표면에서 캐리어 밀도가 급격히 상승한다는 점에 착안하여 추가적인 버퍼층이 없이도 효과적으로 동작할 수 있는 OPV를 제작한다. 이로 인해 버퍼층 재료의 절약, 진공 장비 미사용, 공정 간소화 등에 따른 소자 제작 비용 절감 효과가 있을 것으로 기대된다. 비풀러렌계 수용체 기반 OPV 광활성층에 용액 도핑 기술을 적용한 연구는 아직 보고되지 않았으며, 도핑 기술과 OPV 제작 비용의 연관성에 관한 연구 또한 본 과제에서 세계 최초로 제안하고자 한다. 이와 더불어, 2종 이상의 고분자(혹은 저분자)를 최적으로 혼합하는 다성분계 광활성층 최적화 과정을 통해 실내조명 흡수 최적화, 분자 정렬 개선, recombination 감소를 통한 전압 손실 방지 등을 구현하고, 실내 환경에서 30% 이상의 광전변환 효율을 갖는 OPV를 개발한다. 특히 다성분계 블렌드는 물질 간의 성분비 조절을 통하여 필름의 색상을 원하는 대로 디자인할 수 있어 심미적인 기능을 갖는 OPV 개발에 적합할 것으로 판단되며, 도핑 기술과 다성분계 기술을 혼합함으로써 소자의 제조 비용 감소, 효율 향상, 미적인 기능 제공 등의 장점이 있는 신개념 실내장식용 에너지원 개발을 이룰 수 있을 것으로 기대된다.