신축성 기판에 삽입된 은 나노와이어 네트워크 전극의 전사특성 조절 및 유기태양전지 적용

Q: 이 논문에서 정의한 실란 커플링제란 무엇인가?

은 나노와이어의 표면을 화학적으로 개질하여 PDMS 탄성체 기판으로의 전사율을 조절하는 물질이다. 친수성 특성의 MPS와 소수성 특성의 OTS 등이 있으며, 이를 통해 전극의 표면 거칠기를 낮추거나 기판 내 삽입 효율을 높여 투명전극의 특성을 최적화한다.

Q: 실란 커플링제를 이용한 은 나노와이어 표면 개질이 유기 태양전지 효율에 어떤 영향을 미치는가?

연구 결과, MPS로 표면을 개질하여 표면 거칠기를 낮춘 은 나노와이어 전극을 사용했을 때 유기 태양전지가 3.2%의 광전 효율을 나타냈다. 이는 전극의 투과율이 높을수록 단락전류밀도가 증가하여 전체적인 소자 효율이 향상되기 때문이다.

황경석; 로버트바일; 진병두

doi:10.7317/pk.2016.40.6.900

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자료유형: 학술저널

저자정보: 황경석 (단국대학교) 로버트바일 (단국대학교) 진병두 (단국대학교)

저널정보: 한국고분자학회 폴리머 폴리머 제40권 제6호

발행연도: 2016.11

수록면: 900 - 906 (7page)

DOI: 10.7317/pk.2016.40.6.900

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은 나노와이어는 유연/신축 투명전극의 전도성 재료로 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 실란 커플링제 표면 개질을 통해 폴리디메틸실록산 탄성체 기판에 은 나노와이어 네트워크 구조를 전사, 삽입시키고 그 전사율을 제어하였다. 은 나노와이어가 삽입된 탄성체 기판은 유리 위에 은 나노와이어 네트워크를 코팅하고 이어 실록산폴리머를 코팅, 경화시킨 후, 유리로부터 이를 떼어 내어 제조하였다. 은 나노와이어의 전사율과 두께는 네트워크 구조체 위에 실란계 개질제(메타크릴옥시프로필트리메틸실란; MPS, 및 옥타데실트리클로로실란; OTS)를 코팅하여 조절하였는데, 이 탄성체 투명필름은 MPS로 개질 시 투과율이 20% 증가했고, 낮은 표면 거칠기로 유기박막 소자에 더 적합했다. OTS 표면개질 조건으로 제작한 투명전극은 40%의 신장조건으로 200회의 신축성 테스트를 했을 때 약 3배로 저항이 증가하였다. 최종적으로 MPS 개질 조건에서 3.2%의 광전효율을 갖는 은 나노와이어 전극형 유기 태양전지를 제작하였다.

#surface treatment #stretchable #organic solar cell

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