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KR20130112515A - Electrode structural body based graphene oxide, optoelectrical devices and organic solar cell having the same - Google Patents

Electrode structural body based graphene oxide, optoelectrical devices and organic solar cell having the same Download PDF

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KR20130112515A
KR20130112515A KR1020120034950A KR20120034950A KR20130112515A KR 20130112515 A KR20130112515 A KR 20130112515A KR 1020120034950 A KR1020120034950 A KR 1020120034950A KR 20120034950 A KR20120034950 A KR 20120034950A KR 20130112515 A KR20130112515 A KR 20130112515A
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KR
South Korea
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graphene oxide
solar cell
graphene
organic solar
substrate
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Application number
KR1020120034950A
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Korean (ko)
Inventor
전성찬
김재훈
임주환
최규진
오주영
윤형서
박형구
정영모
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: An electrode structural body using graphene oxide, an optoelectrical device and an organic solar cell having the same are provided to increase the efficiency of a battery by using the graphene oxide. CONSTITUTION: A conductive film (224) is formed on a substrate (222). The conductive film comprises graphene oxide. The conductive film is formed by the spin-coating of the graphene oxide. The conductive film is formed by the drop-casting of the graphene oxide. The conductivity and the transparency of the graphene oxide are turned by a reduction treatment.

Description

산화 그라핀을 이용한 전극 구조체, 이를 구비한 전기 광학 소자 및 유기태양전지{Electrode structural body based Graphene Oxide, optoelectrical devices and organic solar cell having the same}Electrode structure using graphene oxide, electro-optical device and organic solar cell having same {Electrode structural body based Graphene Oxide, optoelectrical devices and organic solar cell having the same}

본 발명은 높은 효율을 가지면서도 저렴한 비용으로 제조 가능한 산화 그라핀을 이용한 전극 구조체 및 이를 구비한 전기 광학 소자 및 유기태양전지에 관한 것이다
The present invention relates to an electrode structure using graphene oxide capable of manufacturing at a low cost with high efficiency, an electro-optical device and an organic solar cell having the same.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 특히 주목받고 있다. 태양전지에는 태양열을 이용하여 터빈을 회전시키는데 필요한 증기를 발생시키는 태양열 전지와, 반도체의 성질을 이용하여 태양빛(photons)을 전기에너지로 변환시키는 태양광 전지가 있으며, 태양전지(Solar Cell)라고 하면 일반적으로 태양광 전지(이하 태양전지라 한다)를 일컫는다. With the recent depletion of existing energy resources such as oil and coal, interest in alternative energy to replace them is increasing. In particular, solar cells are attracting particular attention because they are rich in energy resources and have no problems with environmental pollution. Solar cells include solar cells that generate steam required to rotate turbines using solar heat, and solar cells that convert photons into electrical energy using the properties of semiconductors. In general, it refers to a solar cell (hereinafter referred to as a solar cell).

도 1은 한국 공개특허 제2008-0054798호에 종래기술로서 제시되어 있는 일반적인 태양전지의 구조를 나타낸 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 태양전지는 다이오드(Diode)와 같이 p형 반도체(101)와 n형 반도체(102)의 접합 구조를 가지는데, 이러한 태양전지에 태양광이 입사되면 p-n접합 반도체를 구성하는 물질과 태양광의 상호작용에 의해 엑시톤(exiton; 전자-정공 쌍)이 생성되고, 생성된 전자-정공 쌍이 p-n 접합부에 형성된 전기장에 의해 전자는 n형 반도체(102) 측으로, 정공은 p형 반도체(101) 측으로 각각 끌어 당겨져 n형 반도체(101) 및 p형 반도체(102)와 접합된 전극(103)(104)으로 이동하게 됨에 따라 p-n간에 광기전력(光起電力)을 발생시키게 된다. 이때, 양단의 전극(103)(104)에 부하를 연결하게 되면 전류가 흐르게 되어 전력을 얻을 수 있다.Figure 1 shows the structure of a general solar cell which is presented as a prior art in Korean Patent Laid-Open No. 2008-0054798. As shown in FIG. 1, a conventional solar cell has a junction structure of a p-type semiconductor 101 and an n-type semiconductor 102, such as a diode. When solar light is incident on the solar cell, the pn junction is formed. Exiton (electron-hole pair) is generated by the interaction between the material constituting the semiconductor and sunlight, and the electrons are directed to the n-type semiconductor (102) side by the electric field formed at the pn junction. Each of the p-type semiconductors 101 is pulled toward the n-type semiconductor 101 and the electrodes 103 and 104 bonded to the p-type semiconductor 102 to generate photovoltaic force between pn. do. At this time, when a load is connected to the electrodes 103 and 104 at both ends, a current flows to obtain power.

상기와 같은 구성을 갖는 종래의 태양전지는 태양전지를 구성하는 전극(103)(104)이 대부분 투명성 전극인 ITO(Indium Tin Oxide)를 사용하여 제작된다. 그러나, 이러한 태양전지의 투명성 전극 물질로 사용되는 ITO는 비교적 고가의 물질이기 때문에 재료비를 상승시키게 되고, ITO를 이용한 전극의 제작시에도 추가적인 고온 공정이 요구되기 때문에 이에 따른 설비 증설로 인하여 태양전지의 전체 제작비용이 크게 증가되는 문제가 있었다. 또한, 종래의 태양전지는 유연성(flexibility)이 없는 딱딱한 구조체 형태를 가지기 때문에, 태양전지를 응용할 수 있는 사용처가 특정한 곳에 한정될 수밖에 없었던 한계가 있었다
In the conventional solar cell having the above configuration, the electrodes 103 and 104 constituting the solar cell are manufactured using indium tin oxide (ITO), which is mostly a transparent electrode. However, the ITO used as the transparent electrode material of the solar cell is a relatively expensive material, which increases the material cost, and additional high temperature processes are required even when manufacturing the electrode using the ITO. There was a problem that the overall production cost is greatly increased. In addition, since the conventional solar cell has a rigid structure without flexibility, there is a limit that the use of the solar cell can be limited to a specific place.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 태양전지의 투명 전극으로 종래에 사용되던 고가의 ITO 전극 대신에 우수한 물리적 특성과, 생산성 및 응용성을 갖는 산화 그라핀(Graphene Oxide)을 이용하여 전극을 구성하여 사용함으로써 저렴한 비용을 들여 고효율을 갖는 태양전지를 제조할 수 있는 전극 구조체와, 이 전극 구조체를 구비한 전기 광학 소자 및 유기태양전지를 제공하는 데에 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to replace the expensive ITO electrode conventionally used as a transparent electrode of the solar cell having excellent physical properties, productivity and applicability graphene oxide To provide an electrode structure that can manufacture a solar cell having high efficiency at low cost by using an electrode by using a pin (Graphene Oxide), to provide an electro-optical device and an organic solar cell having the electrode structure have.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기판과, 상기 기판에 형성되는 도전필름을 포함하는 전극 구조체에 있어서, 상기 도전필름을 산화 그라핀(Graphene Oxide)으로 구성한 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, in the electrode structure comprising a substrate and a conductive film formed on the substrate, characterized in that the conductive film is composed of graphene oxide (Graphene Oxide).

이때, 상기 기판 위에 형성되는 도전필름은 산화 그라핀을 스핀 코팅(spin coating)하여 형성할 수 있다.In this case, the conductive film formed on the substrate may be formed by spin coating a graphene oxide.

또는, 상기 도전필름은 산화 그라핀을 드롭 캐스팅(drop casting)하여 형성할 수 있다.Alternatively, the conductive film may be formed by drop casting graphene oxide.

그리고, 상기 산화 그라핀은 환원처리를 통해 전기전도도 및 투명도가 튜닝(tuning)될 수 있다.In addition, the graphene oxide may be tuned in electrical conductivity and transparency through a reduction treatment.

또는, 상기 산화 그라핀은 플라즈마 처리를 통해 전기전도도 및 투명도가 튜닝(tuning)될 수도 있다.Alternatively, the graphene oxide may be tuned to electrical conductivity and transparency through plasma treatment.

또는, 상기 산화 그라핀은 금속 나노입자 또는 금속 산화물의 첨가를 통해 전기전도도 및 투명도가 튜닝(tuning)될 수 있다.Alternatively, the graphene oxide may be tuned to electrical conductivity and transparency through the addition of metal nanoparticles or metal oxides.

이때, 상기 첨가되는 금속 나노입자로는 금(Au), 은(Ag), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 철(Fe), 에르븀(Eb), 유로퓸(Eu) 나노입자 중에서 선택된 어느 하나가 채택될 수 있다.At this time, the added metal nanoparticles are gold (Au), silver (Ag), titanium (Ti), platinum (Pt), palladium (Pd), aluminum (Al), copper (Cu), chromium (Cr), Any one selected from nickel (Ni), iron (Fe), erbium (Eb) and europium (Eu) nanoparticles may be adopted.

또한, 상기 첨가되는 금속 산화물은 산화 티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO) 중에서 선택된 어느 하나가 채택될 수 있다.In addition, the metal oxide to be added may be any one selected from titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO).

또한, 상기 산화 그라핀은 유기물의 첨가를 통해 전기전도도 및 투명도가 튜닝(tuning)될 수 있다.In addition, the graphene oxide may be tuned to the electrical conductivity and transparency through the addition of an organic material.

이와 함께, 상기 기판의 재질은 휘거나 굽힘이 가능한 유연성 재질이 채택될 수 있다.In addition, the material of the substrate may be a flexible material capable of bending or bending.

이때, 상기 기판의 재질로는 그라핀(Graphene)을 화학증기증착(CVD)하여 형성한 CVD 그라핀이 적용될 수 있다.In this case, CVD graphene formed by chemical vapor deposition (CVD) of graphene may be applied as a material of the substrate.

또는, 상기 기판은 PDMS(polydimethylsiloxane) 소재로 구성할 수도 있다.Alternatively, the substrate may be made of a polydimethylsiloxane (PDMS) material.

한편, 본 발명에 따른 유기태양전지는, 태양광의 반사를 방지하기 위한 반사방지막; 상기 반사방지막이 형성되는 상부전극; 상기 상부전극으로부터 이격된 하부 측에 배치되는 하부전극; 상기 하부전극이 형성되는 베이스 기판; 및 상기 상,하부전극 사이에 형성되는 P-N 접합부를 포함하여 이루어지되, 상기 상,하부 전극은, 기판과; 상기 기판에 형성되는 도전필름을 포함하며, 상기 도전필름은 산화 그라핀(Graphene Oxide)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.On the other hand, the organic solar cell according to the present invention, the anti-reflection film for preventing the reflection of sunlight; An upper electrode on which the anti-reflection film is formed; A lower electrode disposed on a lower side spaced apart from the upper electrode; A base substrate on which the lower electrode is formed; And a P-N junction portion formed between the upper and lower electrodes, wherein the upper and lower electrodes include: a substrate; It includes a conductive film formed on the substrate, the conductive film is characterized in that consisting of graphene oxide (Graphene Oxide).

그리고, 본 발명에 따른 전기 광학 소자는 전술된 산화 그라핀을 이용하여 제조된 투명 전극을 구비하여 제조될 수 있다.
In addition, the electro-optical device according to the present invention may be manufactured with a transparent electrode manufactured using the graphene oxide described above.

상기한 구성을 갖는 본 발명은 그라핀(graphene)과 유사한 물리적 특성을 가지면서도 우수한 생산성과 산업 응용성을 가지는 산화 그라핀(Graphene Oxide)을 태양전지의 전극으로 사용함으로써 저렴한 비용을 들여 고효율의 태양전지를 제조할 수 있는 장점이 있다. 아울러, 다양한 광학적/전기적인 특성을 갖는 산화 그라핀(Graphene Oxide)을 이용하여 제조된 전극 구조체를 태양전지뿐 아니라 LED와 같은 다양한 형태의 광학 전기 소자에 적용하여 사용할 수 있는 장점이 있고, 굽히거나 휘어도 전기적인 특성이 쉽게 변하지 않는 그라핀 자체가 가지는 고유의 특성을 이용하여 유연성(flexible)이 있는 유기태양전지의 제조가 가능하기 때문에 의류, 악세서리류 등과 같은 다양한 사용처에 태양전지를 적용할 수 있는 장점이 있다.
The present invention having the above-described configuration uses graphene oxide, which has physical properties similar to graphene and has high productivity and industrial application, as an electrode of a solar cell. There is an advantage to manufacture a battery. In addition, there is an advantage that the electrode structure manufactured using graphene oxide having various optical and electrical properties can be applied to various types of optical electric devices such as LEDs as well as solar cells, It is possible to manufacture flexible organic solar cells using the inherent characteristics of graphene itself, which does not easily change its electrical characteristics even when it is bent, so that solar cells can be applied to various applications such as clothing and accessories. There is an advantage.

도 1은 종래의 일반적인 태양전지의 구조를 보여주는 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 유기태양전지의 구성을 보여주는 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 상부 및 하부전극의 구성을 보여주는 사시도.
도 4는 본 발명의 유기태양전지용 전극 재료로 채용되는 산화 그라핀의 생성과정을 보여주는 공정도.
도 5는 본 발명의 유기태양전지용 전극 제조시 기판 위에 산화 그라핀 도전필름을 형성하는 과정을 보여주는 공정도.
도 6은 도 5의 공정을 통해 형성된 산화 그라핀 도전필름의 표면사진.
도 7은 산화 그라핀과, 환원된 산화 그라핀의 빛에 대한 흡광도를 이론값과 비교 도시한 그래프.
도 8은 산화 그라핀이 플라즈마 처리되기 전과 후의 빛의 파장에 대한 흡광도를 비교 도시한 그래프.
도 9는 산화 그라핀으로 제조된 전극 구조체의 굽히기 전 후의 빛에 대한 투과도를 비교 도시한 그래프.
1 is a block diagram showing a structure of a conventional general solar cell.
Figure 2 is a cross-sectional view showing the configuration of an organic solar cell according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing the configuration of the upper and lower electrodes shown in FIG.
Figure 4 is a process chart showing the production process of the graphene oxide employed as the electrode material for an organic solar cell of the present invention.
Figure 5 is a process chart showing a process of forming a graphene oxide conductive film on a substrate when the electrode for an organic solar cell of the present invention.
6 is a photograph of the surface of the graphene oxide conductive film formed through the process of FIG.
FIG. 7 is a graph showing the absorbance of graphene oxide and reduced graphene oxide with respect to a theoretical value. FIG.
FIG. 8 is a graph showing absorbance versus wavelength of light before and after graphene oxide is plasma treated.
9 is a graph showing a comparison of the transmittance of light before and after bending of the electrode structure made of graphene oxide.

본 발명은 차세대 소자로 각광받고 있는 그라핀(Graphene)의 우수한 전기적/광학적 특성을 이용하여 태양전지와 같은 전기 광학 소자의 전극을 구성함으로써, 기존기술 보다 저렴한 비용으로 높은 효율을 갖는 유기태양전지, LED 등의 전기 광학 소자를 제조할 수 있는 방법을 제공한다.The present invention is an organic solar cell having a high efficiency at a lower cost than conventional technology by configuring the electrode of an electro-optical device such as a solar cell using the excellent electrical / optical properties of graphene (Graphene), which is spotlighted as a next generation device, Provided are methods for manufacturing electro-optical elements such as LEDs.

이하, 본 발명의 일실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 유기태양전지의 구성을 보여주는 단면도이다. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of an organic solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기태양전지는, 태양광이 입사되는 태양전지의 전면부에 배치되며 태양광이 반사되는 것을 방지하는 반사방지막(210)과, 상기 반사방지막(210)의 하부에 배치되는 상부전극(220)과, 상기 상부전극(220)으로부터 이격된 하부 측에 배치되는 하부전극(240)과, 상기 하부전극(240)의 하부에 배치되는 베이스 기판(250)과, 상기 상부전극(220)과 하부전극(240) 사이에 개재되는 P-N 접합부(230)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 유기태양전지를 구성하는 상부전극(220)과 하부전극(240)은 그라파이트(Graphite)로부터 산화처리된 산화 그라핀(Graphene Oxide)이 반도체 기판상에 박막형태로 코팅되어 형성된다.As shown in FIG. 2, the organic solar cell according to the present invention includes an antireflection film 210 disposed on a front side of a solar cell to which sunlight is incident and preventing reflection of sunlight, and the antireflection film 210. ), An upper electrode 220 disposed below the lower electrode, a lower electrode 240 disposed on the lower side spaced apart from the upper electrode 220, and a base substrate 250 disposed below the lower electrode 240. And a PN junction 230 interposed between the upper electrode 220 and the lower electrode 240. In this case, the upper electrode 220 and the lower electrode 240 constituting the organic solar cell are formed by coating a graphene oxide oxidized from graphite (graphene oxide) in a thin film form on a semiconductor substrate.

도 3은 도 2에 도시된 유기태양전지의 상부전극(또는 하부전극)의 상세구조를 보여주는 상세도이다. FIG. 3 is a detailed view illustrating a detailed structure of an upper electrode (or lower electrode) of the organic solar cell shown in FIG. 2.

여기서, 본 발명의 유기태양전지에 구비되는 상부전극(220) 및 하부전극(240)은 서로 동일한 구성을 가지기 때문에, 도 3에서는 설명의 편의상 상부전극(220)의 구조에 대해서만 언급하여 설명하기로 한다.Here, since the upper electrode 220 and the lower electrode 240 provided in the organic solar cell of the present invention have the same configuration, in FIG. 3, only the structure of the upper electrode 220 will be described for convenience of description. do.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 유기태양전지에 구비되는 상부전극(220)은 투명성 재질로 이루어진 기판(222)과, 상기 기판(222) 위에 박막 형태로 형성되는 투명성 재질의 도전필름(224)으로 구성된다. As shown in FIG. 3, the upper electrode 220 provided in the organic solar cell of the present invention includes a substrate 222 made of a transparent material and a conductive film of transparent material formed in a thin film form on the substrate 222. 224).

상기 기판(222)은 휘거나 굽힘이 가능한 폴리머(polymer)와 같은 유연성 재질로 형성된다. 그리고, 상기 도전필름(224)은 그라파이트(Graphite)로부터 산화처리되어 생성된 산화 그라핀(Graphene Oxide)을 기판(222) 위에 스핀코팅(spin coating)을 통해 박막 형태로 형성한 코팅층이다.The substrate 222 is formed of a flexible material such as a polymer that can be bent or bent. In addition, the conductive film 224 is a coating layer in which a graphene oxide produced by being oxidized from graphite is formed in a thin film form by spin coating on a substrate 222.

이때, 상기 상부전극(또는 하부전극)의 도전필름(224) 소재로 사용되는 산화 그라핀은 층층이 쌓인 적층구조를 갖는 그라핀의 π-π 결합을 H2SO4 와 같은 강산과 여러 금속 촉매들을 사용하여 층간 구조를 끊어내는 과정을 통해 생성될 수 있다. At this time, the graphene oxide used as the conductive film 224 of the upper electrode (or lower electrode) is a strong acid such as H 2 SO 4 and a plurality of metal catalysts to the π-π bond of the graphene having a laminated structure stacked layer layer Can be generated through the process of breaking the interlayer structure.

도 4는 본 발명의 유기태양전지용 전극의 재료로 채용되는 산화 그라핀의 생성과정을 보여주는 공정도이다. Figure 4 is a process chart showing the production process of the graphene oxide employed as a material of the electrode for an organic solar cell of the present invention.

본 발명에 따른 산화 그라핀 제조는 일반적으로 Modified hummer's method로 알려져 있는 방법을 통해 제조되는데, 그 제조과정은 도 4에서 보는 바와 같이, 그라파이트(Graphite)를 H2SO4 및 여러 촉매제를 투입하여 처리함에 따라 그라파이트 내의 각 층의 표면이 산화되어 탄소의 일부가 산소와 결합하여 카르보닐기를 갖게 되고, 층층이 쌓여있는 구조를 갖는 그라핀의 층간 거리가 증가되면서 결합력이 약화되어 쉽게 박리된다. 그런 다음 상기 박리된 그라핀 시트를 함유한 용액을 건조시켜 산화 그라핀 분말을 제조한 후, 산화 그라핀 분말을 DI(deionized water)에 침지하여 분산시키게 되면 산화 그라핀 분산액을 제조할 수 있다.Graphene oxide production according to the present invention is generally prepared through a method known as Modified hummer's method, the manufacturing process is shown in Figure 4, graphite (Graphite) H 2 SO 4 And by treating with various catalysts, the surface of each layer in the graphite is oxidized so that a part of carbon is bonded with oxygen to have a carbonyl group, and the interlayer distance of graphene having a structure in which layers are stacked is weakened and thus the bonding force is easily weakened. Peel off. Then, after the solution containing the exfoliated graphene sheet is dried to prepare graphene oxide powder, the graphene oxide dispersion may be prepared by dispersing the graphene oxide powder by dipping in DI (deionized water).

여기서, 상기와 같은 산화 그라핀을 제조하기 위한 산화과정은 그라핀의 직접적인 박리보다도 그라핀의 층간 거리 증가 및 층간 결합력 약화를 통해 효과적으로 이루어질 수 있으며, 이 후에 고주파처리(Sonication)와 같은 간단한 물리적 힘을 작용하여 적층구조의 그라핀을 쉽게 박리시켜 산화 그라핀을 제조할 수 있다. 이때, 상기와 같은 산화 그라핀의 생성 과정에서 육각 탄소 결정 구조를 갖는 그라핀의 내/외부에 카르보닐기, 카르복실기, 알콜기 등의 여러 가지 기들이 붙게 됨으로써 산화 그라핀이 생성되는데, 이렇게 상기 그라핀 내외부에 달라붙게 되는 여러 가지 기들에 의해 산화 그라핀의 특성이 일반적인 그라핀의 특성과 차별화된 특성을 가지게 된다.Here, the oxidation process for producing the graphene oxide as described above can be effectively performed by increasing the interlayer distance of the graphene and weakening the interlayer bond strength than the direct peeling of the graphene, after which a simple physical force such as high frequency (Sonication) The graphene oxide can be prepared by easily peeling off the graphene having a laminated structure. In this case, graphene oxide is produced by attaching various groups such as carbonyl group, carboxyl group and alcohol group to inside / outside of graphene having a hexagonal carbon crystal structure in the production process of graphene oxide as described above. Graphene oxide has different characteristics from those of general graphene due to various groups that stick to the inside and the outside.

한편, 도 5는 전술된 도 4의 Modified hummer's method에 의해 제조된 산화 그라핀 분산액을 스핀코팅 방법을 이용하여 유기태양전지용 상부전극(또는 하부전극)의 기판(222) 위에 도전필름(224)을 형성하는 과정을 보여주는 공정도이다.Meanwhile, FIG. 5 shows a conductive film 224 on the substrate 222 of the upper electrode (or lower electrode) for the organic solar cell using the spin coating method of the graphene oxide dispersion prepared by the modified hummer's method of FIG. 4 described above. This is a flowchart showing the formation process.

먼저, 도 5의 (a)와 같이 상부전극의 기판(222) 위에 산화 그라핀 분산액을 떨어뜨린 다음, 기판(222)을 고속으로 회전시켜 산화 그라핀 분산액이 얇게 펴지도록 한다(b,c). 이 후에 산화 그라핀 분산액이 일정두께로 완전히 펴지게 되면 기판(222)의 회전을 정지시키고(d), 산화 그라핀 분산액에 포함된 수분 및 휘발성 물질을 증발시켜서 기판(222) 위에 일정두께의 도전필름(224) 박막을 형성하게 된다(e). 이때, 상기 기판(222)상에 형성되는 산화 그라핀 도전필름(224) 층의 두께는 스핀코팅 횟수와 산화 그라핀 분산액의 농도에 따라 달라질 수 있다. First, as shown in FIG. 5A, the graphene oxide dispersion is dropped onto the substrate 222 of the upper electrode, and the substrate 222 is rotated at high speed so that the graphene oxide dispersion is thinly spread (b, c). . After that, when the graphene oxide dispersion is completely unfolded to a predetermined thickness, the rotation of the substrate 222 is stopped (d), and the moisture and volatile substances included in the graphene oxide dispersion are evaporated to conduct a predetermined thickness on the substrate 222. A film 224 thin film is formed (e). In this case, the thickness of the graphene oxide conductive film 224 layer formed on the substrate 222 may vary depending on the number of spin coating and the concentration of the graphene oxide dispersion.

도 6은 상기와 같은 스핀코팅 공정을 거쳐 형성된 산화 그라핀 도전필름(224)의 표면 모습을 보여주고 있다. 도 6의 표면사진에서 볼 수 있듯이, 기판(222) 위에 산화 그라핀 도전필름(224)을 형성하여 전극(220)을 제조할 경우, 도 5와 같은 간단한 스핀코팅(spin coating) 공정만을 거쳐 전극 기판 위에 산화 그라핀 도전필름 박막을 균일하게 코팅할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 전극 기판 위에 산화 그라핀 도전필름 형성시 간단한 스핀코팅 공정만으로 도전필름을 형성할 수 있기 때문에, 기존과 같은 복잡한 제조공정 없이도 저렴한 비용으로 전극을 제조할 수 있다. 그리고, 이와 같은 방법을 통해 제조된 산화 그라핀은 그라핀과 같이 투명한 성질의 물성을 갖기 때문에 유기태양전지와 같은 투명 전극을 사용하는 다양한 전기 광학 소자에 응용하여 사용할 수 있다.6 shows the surface of the graphene oxide conductive film 224 formed through the spin coating process as described above. As shown in the surface photograph of FIG. 6, when the graphene oxide conductive film 224 is formed on the substrate 222 to manufacture the electrode 220, the electrode is subjected to a simple spin coating process as shown in FIG. 5. The graphene oxide conductive film thin film may be uniformly coated on the substrate. As such, the present invention can form the conductive film only by a simple spin coating process when forming the graphene oxide conductive film on the electrode substrate, it is possible to manufacture the electrode at a low cost without the complicated manufacturing process as conventional. In addition, the graphene oxide prepared through the above method has a transparent property such as graphene, and thus can be applied to various electro-optical devices using transparent electrodes such as organic solar cells.

한편, 본 발명은 상기와 같은 스핀코팅 방법 이외에도 다양한 방법을 통하여 전극의 기판 위에 산화 그라핀 도전필름을 형성할 수 있는데, 그 하나의 방법으로서, 투명 기판 위에 다공성 필터 시트(filter sheet)를 적층한 후, 필터 시트 내부에 형성된 다수의 구멍을 통해 산화 그라핀 분산액을 투입시켜 전극 기판 위에 산화 그라핀이 분산되도록 함으로써 얇은 형태의 산화 그라핀 박막을 형성할 수 있다. Meanwhile, the present invention can form a graphene oxide conductive film on a substrate of an electrode through various methods in addition to the spin coating method as described above. As one method, a porous filter sheet is laminated on a transparent substrate. Thereafter, a graphene oxide thin film may be formed by injecting a graphene oxide dispersion through a plurality of holes formed in the filter sheet to disperse the graphene oxide on the electrode substrate.

또한, 산화 그라핀 도전필름 박막을 기판 위에 형성하기 위한 또 하나의 방법으로서, 기판 위에 산화 그라핀 분산액을 드롭(drop)시킨 후 자연적으로 건조시킴으로써 일정 두께의 산화 그라핀 코팅막을 형성하는 드롭 캐스팅(Drop casting) 방법이 적용될 수 있다.In addition, as another method for forming a graphene oxide conductive film thin film on the substrate, by dropping the graphene oxide dispersion on the substrate (drop) to form a graphene oxide film to form a graphene oxide coating film of a certain thickness by drying ( Drop casting method may be applied.

한편, 전술된 도 4의 제조공정을 통해 생성되는 산화 그라핀은 다음과 같은 다양한 후처리 방법을 통해 물성치를 변화시킬 수 있다. 여기서, 산화 그라핀의 물성을 변화시키기 위한 후처리 방법으로는 크게 2가지가 적용될 수 있는데, 그 하나는 ①산화된 그라핀을 다시 환원시키는 방법이고, 또 다른 하나는 ②산화 그라핀에 다른 물질을 첨가하거나 또는 플라즈마 공정을 통해 산화 그라핀의 물성을 변화시키는 방법이 있다.Meanwhile, the graphene oxide produced through the manufacturing process of FIG. 4 described above may change physical properties through various post-treatment methods as follows. Here, two types of post-treatment methods for changing the physical properties of graphene oxide can be applied, one of which is ① to reduce the oxidized graphene again, the other is ② a different material to the graphene oxide There is a method of changing the physical properties of the graphene oxide or by adding a plasma process.

위의 산화 그라핀의 물성을 변화시키기 위한 방법 중에서 상기 ①에 제시된 산화 그라핀 환원방법은 다시 산화 그라핀에 열을 가하여 환원시키는 방법과 화학적인 처리를 통해 환원시키는 방법으로 나눌 수 있다. 이때, 상기 열처리에 의한 산화 그라핀 환원방법은 열을 가할 때에 고온의 환경조건에서 열처리하는 것이 바람직하고, 화학적 처리에 의한 산화 그라핀 환원방법은 하이드라진(hydrazine)을 환원제로 사용하여 산화 그라핀을 환원처리하게 된다. Among the methods for changing the physical properties of the graphene oxide, the graphene oxide reduction method shown in the above ① can be divided into a method of reducing by applying heat to the graphene oxide and reducing through chemical treatment. At this time, the graphene oxide reduction method by the heat treatment is preferably heat treatment under high temperature environmental conditions when heat is applied, the graphene oxide reduction method by chemical treatment is a graphene oxide using a hydrazine (hydrazine) as a reducing agent Reduction treatment.

도 7은 상기한 산화 그라핀의 환원 방법 중에서 열처리를 통해 환원된 산화 그라핀의 빛에 대한 흡광도 특성을 보여주는 실험 그래프이다. 이때, 도 7의 점선은 그라핀의 이론치 흡광도 특성을 나타낸 것이고, 가는 실선은 산화 그라핀의 흡광도 특성을 나타낸 것이며, 굵은 실선은 환원된 산화 그라핀의 흡광도 특성을 나타낸 것이다. 7 is an experimental graph showing absorbance characteristics of light of graphene oxide reduced through heat treatment in the method of reducing graphene oxide described above. In this case, the dotted line in Figure 7 shows the theoretical absorbance characteristics of the graphene, the thin solid line represents the absorbance characteristics of the graphene oxide, the thick solid line represents the absorbance characteristics of the reduced graphene oxide.

도 7의 실험 그래프 결과를 통해 알 수 있듯이, 열처리를 통해 환원된 산화 그라핀(rGO)은 그라핀의 이론치와 비슷한 흡광도 특성을 갖는다는 것을 알 수 있다. 이는 환원된 산화 그라핀의 내부의 전자의 움직임이 그라핀과 매우 유사한 형태를 가질 뿐 아니라 그라핀과 비슷한 광투과/흡수성을 갖는다는 것을 나타낸다. 이와 같이, 산화 그라핀은 적절한 환원처리 방법을 통해 그라핀과 같은 광학적인 특성을 갖도록 구현할 수 있기 때문에, 산화 그라핀을 적절한 방법을 통해 환원처리하여 전기전도도 및 투명도를 적절히 튜닝(tuning)할 수 있고, 이렇게 전기전도도 및 투명도가 튜닝된 산화 그라핀을 유기태양전지의 상부전극(220)에 적용함으로써 한층 높은 효율을 갖는 태양전지를 구현할 수 있다.As can be seen from the experimental graph results of FIG. 7, it can be seen that graphene oxide (rGO) reduced through heat treatment has absorbance characteristics similar to those of graphene. This indicates that the movement of electrons inside the reduced graphene oxide not only has a form very similar to graphene but also has a light transmission / absorption similar to graphene. As such, since graphene oxide can be implemented to have the same optical characteristics as graphene through an appropriate reduction treatment method, it is possible to appropriately tune the electrical conductivity and transparency by reducing the graphene oxide through an appropriate method. And, by applying the graphene oxide tuned electrical conductivity and transparency to the upper electrode 220 of the organic solar cell can implement a solar cell having a higher efficiency.

한편, 산화 그라핀의 물성을 변화시킬 수 있는 또 하나의 방법으로는 전술된 ②와 같이 산화 그라핀에 금속 나노입자, 금속 산화물, 유기물 등과 같은 다른 물질을 첨가하는 방법이 있다. On the other hand, as another method that can change the physical properties of the graphene oxide, there is a method of adding other materials, such as metal nanoparticles, metal oxides, organic materials, etc. to the graphene oxide as described above ②.

이때, 산화 그라핀에 첨가될 수 있는 금속 나노입자는 금(Au), 은(Ag), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 철(Fe), 에르븀(Eb), 유로퓸(Eu) 나노입자 중에서 어느 한 가지가 첨가되거나 또는 둘 이상의 나노입자가 혼합되어 첨가될 수 있다. At this time, the metal nanoparticles that can be added to the graphene oxide is gold (Au), silver (Ag), titanium (Ti), platinum (Pt), palladium (Pd), aluminum (Al), copper (Cu), chromium One of (Cr), nickel (Ni), iron (Fe), erbium (Eb), europium (Eu) nanoparticles may be added, or two or more nanoparticles may be mixed and added.

그리고, 산화 그라핀에 첨가될 수 있는 금속 산화물로는 산화 티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO) 중에서 선택된 어느 하나의 금속 산화물이 첨가될 수 있다. 이밖에 산화 그라핀에 페타신과 같은 유기물을 첨가함으로써 산화 그라핀의 전기전도도 및 투명도를 적절하게 튜닝할 수 있다.As the metal oxide that can be added to the graphene oxide, any one metal oxide selected from titanium oxide (TiO 2 ) and zinc oxide (ZnO) may be added. In addition, it is possible to appropriately tune the electrical conductivity and transparency of the graphene oxide by adding an organic substance such as fetacin to the graphene oxide.

이와 같이, 산화 그라핀 자체를 기본 물질로 하여 여러 가지 다양한 복합체를 첨가함으로써 산화 그라핀의 전기전도도를 높이거나, 밴드갭(band-gap)을 통해 특정 에너지 부분에서 빛의 투과도를 조절할 수 있다. As such, by adding a variety of complexes using graphene oxide itself as a base material, the electrical conductivity of graphene oxide may be increased or light transmittance may be controlled in a specific energy portion through a band-gap.

한편, 산화 그라핀은 상기와 같은 여러 첨가물에 의한 특성 변화 외에도 플라즈마 공정을 통해서도 물성이 변화될 수 있다.On the other hand, the graphene oxide may be changed in physical properties through the plasma process in addition to the change of properties by the various additives as described above.

도 8은 산화 그라핀을 산소 플라즈마 처리한 후의 흡광도 변화를 보여주는 실험 그래프이다. 여기서, 점선은 산소 플라즈마 처리되기 전의 산화 그라핀의 흡광도를 나타낸 것이고, 실선은 산소 플라즈마 처리된 후의 산화 그라핀의 흡광도를 나타내고 있다. 8 is an experimental graph showing the change in absorbance after graphene oxide oxygen treatment. Here, the dotted line shows the absorbance of graphene oxide before oxygen plasma treatment, and the solid line shows the absorbance of graphene oxide after oxygen plasma treatment.

도 8의 실험 결과를 통해 확인할 수 있듯이, 산소 플라즈마 공정을 거쳐 처리된 산화 그라핀은 산소 플라즈마 처리되기 전과 비교하여 흡광도(Absorbance) 특성이 크게 증가한 것을 볼 수 있다. 이처럼 산화 그라핀을 산소, 질소 등의 다양한 가스로 플라즈마 처리하여 전기적, 광학적 성질을 변화시킬 수 있으며, 이러한 튜닝가능한 산화 그라핀의 흡광도 특성을 이용하여 특정 파장의 빛에서 반사도가 높은 특성을 갖는 광소자를 제조할 수 있다. As can be seen from the experimental results of FIG. 8, it can be seen that the graphene oxide treated through the oxygen plasma process has greatly increased the absorbance characteristics compared with before the oxygen plasma treatment. As such, the graphene oxide may be plasma-treated with various gases such as oxygen and nitrogen to change electrical and optical properties, and the light absorbing properties of the tunable graphene oxide may be used to change the electrical and optical properties. The ruler can be manufactured.

상술한 바와 같이 금속 나노입자의 첨가 또는 플라즈마 처리와 같은 후처리 공정을 거쳐 전기전도도 및 광투과도가 튜닝(tuning)된 산화 그라핀을 이용하여 유기태양전지의 하부전극(240)을 구성할 수 있다. 이렇게 전기전도도 및 광투과도가 튜닝된 불투명한 산화 그라핀을 유기태양전지의 하부전극(240)으로 구성함으로써, 불투명한 하부전극(240)을 통해 태양광의 반사도를 높이면서 빠른 전하 이동도를 갖는 전극을 구현할 수 있기 때문에 태양전지의 후면부측 광손실이 줄어든 효율적인 태양전지를 구현할 수 있다. As described above, the lower electrode 240 of the organic solar cell may be configured by using graphene oxide in which electrical conductivity and light transmittance are tuned through a post-treatment process such as addition of metal nanoparticles or plasma treatment. . The opaque graphene oxide having the tuned electric conductivity and light transmittance is configured as the lower electrode 240 of the organic solar cell, thereby increasing the reflectivity of sunlight through the opaque lower electrode 240 and having a fast charge mobility. Since it is possible to implement an efficient solar cell with reduced light loss on the back side of the solar cell can be implemented.

한편, 본 발명에 따른 유기태양전지에 있어 태양전지의 기저부를 형성하는 베이스 기판(250)은 유연성이 있는 CVD 그라핀이나 폴리머(polymer) 등을 사용하여 제조될 수 있다.Meanwhile, in the organic solar cell according to the present invention, the base substrate 250 forming the base of the solar cell may be manufactured using flexible CVD graphene or a polymer.

이때, 상기 CVD 그라핀은 화학증기 증착법(CVD; Chemical vapor deposition)을 사용하여 제작된 그라핀으로서, 다음과 같은 공지된 제조방법을 통해 제작될 수 있다. 즉, 니켈(Ni) 단일 층을 전자빔증발기(E-beam evaporator)를 이용하여 Si/SiO2기판에 300nm이하의 두께로 증착한 뒤 기판을 석영 튜브(quartz tube) 내에서 1000℃로 가열하고, 가열된 기판에 반응기체 혼합물 (CH4:H2:Ar= 50:65:200, 1cm3/min)을 흘린 후, ~10℃/S-1의 비율로 아르곤(Ar)을 흘려주면서 25℃로 빠르게 냉각시켜 생성한다. 여기서, 기판의 빠른 냉각은 그라핀이 다층으로 형성되는 것을 막고 이후의 그라핀 분리공정에서 효과적으로 그라핀 층을 기판으로부터 분리하는 것을 가능하게 한다. 또한, 고효율을 가지면서도 균일한 단층 그라핀을 얻기 위해서는 그라핀의 성장 조절의 조건을 잡는 것이 중요하며, 특히, 그라핀이 성장되고 난 후 그라핀 성장용 기판 위의 니켈(Ni)을 식각하고 서스펜드를 위하여 제작한 하부 전극 위에 그라핀 필름을 옮기는 것이 무엇보다 중요하다. 일반적으로 니켈(Ni)은 HNO3같은 강한 산에 의해 식각이 가능하지만 종종 수소 기포를 발생하고 그라핀에 손상을 가져오기 때문에 공진기에 적용할 경우 성능 계수(Q-factor)를 높이기 위해서는 그라핀 필름을 옮기는 방법에 특히 유의해야 한다. 여기서, 그라핀을 새로운 기판으로 옮기기 위한 공정에는 다음의 두 가지 방법이 고려되어야 한다. 첫 번째로는 니켈(Ni)을 제거하기 위해 식각용액으로 염화철(FeCl3)을 사용하여 자극이 적은 pH범위에서 니켈(Ni)층을 천천히 효과적으로 제거하는 것이고, 두 번째로는 식각제로써 BOE(Buffered Oxide Echant) 또는 HF(hydrogen fluoride) 용액을 사용하는 것이다. 이산화규소(silicon dioxide)층이 제거되고 패턴화된 그라핀과 니켈(Ni)층이 함께 용액 표면에 뜨게 되는 위와 같은 방법을 사용하게 되면 효과적으로 그라핀을 증착시킬 수 있다. 그리고, 또 하나의 공정상 유의점은 그라핀의 막이 접히지 않게 표면에 올리는 것이다. 이렇게 얻어진 그라핀층을 베이스 기판(250) 위에 증착시키게 되면 CVD 그라핀이 증착된 베이스 기판(250)을 얻을 수 있다. 이러한 방법을 통해 제작된 베이스 기판(250)은 휘거나 굽힐 경우에도 전기적 특성이 변하지 않기 때문에 플렉서블(flexible)한 유기태양전지의 제조가 가능하다. 아울러, 위와 같은 방법으로 얻어진 CVD 그라핀을 유기태양전지의 가장 바깥면에 위치한 베이스 기판(250)에 적용함으로써 추가적인 기계적인 강도를 확보할 수 있는 이점도 있다. 아울러, 상기 CVD 그라핀 이외에 유기태양전지의 베이스 기판(250)에 적용가능한 폴리머(polymer) 소재로는 유연성이 있는 투명 소재인 PDMS(polydimethylsiloxane)가 적용될 수 있다.In this case, the CVD graphene is a graphene produced by chemical vapor deposition (CVD), and may be produced by the following known manufacturing method. That is, a single layer of nickel (Ni) is deposited on a Si / SiO 2 substrate with a thickness of 300 nm or less using an E-beam evaporator, and then the substrate is heated to 1000 ° C. in a quartz tube. After flowing the reactant mixture (CH 4 : H 2 : Ar = 50: 65: 200, 1cm 3 / min) to the heated substrate, 25 ° C. while argon (Ar) was flowed at a rate of ˜10 ° C./S −1 . It is produced by cooling down quickly. Here, the rapid cooling of the substrate prevents the graphene from forming in multiple layers and makes it possible to effectively separate the graphene layer from the substrate in a subsequent graphene separation process. In addition, in order to obtain uniform monolayer graphene with high efficiency, it is important to set the conditions for growth control of the graphene. In particular, after graphene is grown, nickel (Ni) on the substrate for graphene growth is etched. It is most important to transfer the graphene film on the lower electrode fabricated for the suspension. In general, nickel (Ni) can be etched by a strong acid such as HNO 3, but often generates hydrogen bubbles and damages graphene. Therefore, graphene film can be used to increase the Q-factor when applied to a resonator. Pay particular attention to how you move it. Here, the following two methods should be considered in the process for transferring graphene to a new substrate. First, is to eliminate the nickel (Ni) layer on the magnetic pole is small pH range using iron chloride (FeCl 3) as the etching solution for the removal of nickel (Ni) slowly effectively, Second, BOE as an etchant ( Buffered Oxide Echant (HF) or hydrogen fluoride (HF) solutions are used. Using this method, the silicon dioxide layer is removed and the patterned graphene and nickel (Ni) layers float together on the surface of the solution can effectively deposit graphene. In addition, another process point is to raise the surface of the graphene so that the film is not folded. When the graphene layer thus obtained is deposited on the base substrate 250, a base substrate 250 on which CVD graphene is deposited may be obtained. The base substrate 250 manufactured through the above method does not change the electrical characteristics even when bent or bent, so that it is possible to manufacture a flexible organic solar cell. In addition, by applying the CVD graphene obtained by the above method to the base substrate 250 located on the outermost surface of the organic solar cell there is an advantage that can secure additional mechanical strength. In addition, as the polymer material applicable to the base substrate 250 of the organic solar cell in addition to the CVD graphene, PDMS (polydimethylsiloxane), which is a flexible transparent material, may be applied.

한편, 도 9는 전술된 도 4의 공정을 통해 제조된 산화 그라핀의 외부 굽힘에 대한 적응성을 실험한 결과로서, 산화 그라핀의 굽히기 전 후의 빛에 대한 투과도를 비교 도시한 그래프이다. 여기서, 굵은 선은 산화 그라핀을 굽히기 전의 빛에 대한 광투과도를 측정한 것이고, 가는 선은 산화 그라핀을 굽힌 후의 광투과도를 측정한 것이다.On the other hand, Figure 9 is a graph showing the results of the experiment for the adaptability to the external bending of the graphene oxide prepared by the above-described process of Figure 4, a graph showing the transmission of light before and after the graphene oxide bend. Here, the thick line measures the light transmittance of light before bending the graphene oxide, and the thin line measures the light transmittance after bending the graphene oxide.

도 9의 실험 결과에서 볼 수 있듯이, 산화 그라핀을 굽히기 전의 광투과도가 굽힌 후의 광투과도 특성이 거의 유사하게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 이처럼 산화 그라핀이 휘거나 굽힐 경우에도 광투과도 특성이 거의 변하지 않는 특성을 이용하여 유연성을 갖는 전극을 구비한 플렉시블(flexible) 태양전지를 제조할 수 있다. 이러한 유연성을 갖는 태양전지는 의류나 악세서리류 등과 같은 유연성이 요구되는 여러 다양한 사용처에 적용하여 사용할 수 있다.As can be seen from the experimental results of FIG. 9, it can be seen that the light transmittance characteristic after bending the graphene oxide is almost similar. As described above, even when the graphene oxide is bent or bent, a flexible solar cell having a flexible electrode may be manufactured using a property in which the light transmittance characteristics are hardly changed. Such a flexible solar cell can be applied to a variety of applications that require flexibility, such as clothing and accessories.

상술한 바와 같이, 본 발명은 그라핀(graphene)과 유사한 물리적 특성을 가지면서도 우수한 생산성과 산업 응용성을 가지는 산화 그라핀(Graphene Oxide)을 태양전지의 전극으로 사용함에 따라 기존보다 저렴한 비용을 들여 고효율의 태양전지를 제조할 수 있다. 그리고, 산화 그라핀(Graphene Oxide)의 다양한 광학적/전기적인 특성을 이용하여 제작된 본 발명의 전극 구조체는 전술된 실시 예의 태양전지뿐 아니라 LED와 같은 다양한 형태의 광학 전기 소자의 전극으로 적용하여 사용할 수 있고, 굽히거나 휘어도 전기적인 특성이 변하지 않는 산화 그라핀의 특성을 이용하여 의류, 악세서리류 등과 같이 유연성이 요구되는 여러 다양한 분야에 적용하여 사용할 수 있는 장점이 있다. As described above, the present invention uses graphene oxide as an electrode of a solar cell, which has similar physical properties to graphene but has excellent productivity and industrial applicability. High efficiency solar cell can be manufactured. In addition, the electrode structure of the present invention manufactured using various optical / electrical properties of graphene oxide may be applied to electrodes of various types of optical electric elements such as LEDs as well as the solar cells of the aforementioned embodiments. It can be used to apply to a variety of fields that require flexibility, such as clothing, accessories by using the characteristics of the graphene oxide does not change the electrical properties even if bent or bent.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Will be possible.

210 : 반사방지막 220 : 상부전극
222 : 기판 224 : 도전필름
230 : P-N 접합부 240 : 하부전극
250 : 베이스 기판
210: antireflection film 220: upper electrode
222: substrate 224: conductive film
230: PN junction 240: lower electrode
250: base substrate

Claims (25)

기판과, 상기 기판에 형성되는 도전필름을 포함하는 전극 구조체에 있어서,
상기 도전필름은 산화 그라핀(Graphene Oxide)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
An electrode structure comprising a substrate and a conductive film formed on the substrate,
The conductive film is an electrode structure, characterized in that consisting of graphene oxide (Graphene Oxide).
제1항에 있어서, 상기 도전필름은 산화 그라핀을 스핀 코팅(spin coating)하여 형성한 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The electrode structure according to claim 1, wherein the conductive film is formed by spin coating graphene oxide.
제1항에 있어서, 상기 도전필름은 산화 그라핀을 드롭 캐스팅(drop casting)하여 형성한 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The electrode structure according to claim 1, wherein the conductive film is formed by drop casting graphene oxide.
제1항에 있어서, 상기 산화 그라핀은 환원처리를 통해 전기전도도 및 투명도가 튜닝(tuning)되는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The electrode structure according to claim 1, wherein the graphene oxide is tuned in electrical conductivity and transparency through a reduction treatment.
제1항에 있어서, 상기 산화 그라핀은 플라즈마 처리를 통해 전기전도도 및 투명도가 튜닝(tuning)되는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The electrode structure according to claim 1, wherein the graphene oxide is tuned in electrical conductivity and transparency through plasma treatment.
제1항에 있어서, 상기 산화 그라핀은 금속 나노입자 또는 금속 산화물의 첨가를 통해 전기전도도 및 투명도가 튜닝(tuning)되는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The electrode structure according to claim 1, wherein the graphene oxide is tuned in electrical conductivity and transparency through addition of metal nanoparticles or metal oxides.
제6항에 있어서, 상기 첨가되는 금속 나노입자는 금(Au), 은(Ag), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 철(Fe), 에르븀(Eb), 유로퓸(Eu) 나노입자 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The metal nanoparticle to be added is gold (Au), silver (Ag), titanium (Ti), platinum (Pt), palladium (Pd), aluminum (Al), copper (Cu), chromium ( Electrode structure characterized in that any one selected from Cr), nickel (Ni), iron (Fe), erbium (Eb), europium (Eu) nanoparticles.
제6항에 있어서, 상기 첨가되는 금속 산화물은 산화 티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The electrode structure of claim 6, wherein the added metal oxide is any one selected from titanium oxide (TiO 2 ) and zinc oxide (ZnO).
제1항에 있어서, 상기 산화 그라핀은 유기물의 첨가를 통해 전기전도도 및 투명도가 튜닝(tuning)되는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The electrode structure of claim 1, wherein the graphene oxide is tuned in electrical conductivity and transparency through addition of an organic material.
제1항에 있어서, 상기 기판은 유연성 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The electrode structure of claim 1, wherein the substrate is formed of a flexible material.
제10항에 있어서, 상기 기판은 그라핀(Graphene)을 화학증기증착(CVD)하여 형성한 CVD 그라핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The electrode structure of claim 10, wherein the substrate comprises CVD graphene formed by chemical vapor deposition (CVD) of graphene.
제10항에 있어서, 상기 기판은 PDMS(polydimethylsiloxane)로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극 구조체.
The electrode structure of claim 10, wherein the substrate is made of polydimethylsiloxane (PDMS).
태양광의 반사를 방지하기 위한 반사방지막;
상기 반사방지막이 형성되는 상부전극;
상기 상부전극으로부터 이격된 하부 측에 배치되는 하부전극;
상기 하부전극이 형성되는 베이스 기판; 및
상기 상,하부전극 사이에 형성되는 P-N 접합부를 포함하여 이루어지되,
상기 상,하부 전극은, 기판과, 상기 기판에 형성되는 도전필름을 포함하여 구성되고,
상기 도전필름은 산화 그라핀(Graphene Oxide)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기태양전지.
Anti-reflection film for preventing the reflection of sunlight;
An upper electrode on which the anti-reflection film is formed;
A lower electrode disposed on a lower side spaced apart from the upper electrode;
A base substrate on which the lower electrode is formed; And
Including the PN junction formed between the upper and lower electrodes,
The upper and lower electrodes include a substrate and a conductive film formed on the substrate,
The conductive film is an organic solar cell, characterized in that consisting of graphene oxide (Graphene Oxide).
제1항에 있어서, 상기 도전필름은 산화 그라핀을 스핀 코팅(spin coating)하여 형성한 것을 특징으로 하는 유기태양전지.
The organic solar cell of claim 1, wherein the conductive film is formed by spin coating graphene oxide.
제1항에 있어서, 상기 도전필름은 산화 그라핀을 드롭 캐스팅(drop casting)하여 형성한 것을 특징으로 하는 유기태양전지.
The organic solar cell of claim 1, wherein the conductive film is formed by drop casting graphene oxide.
제1항에 있어서, 상기 산화 그라핀은 환원처리를 통해 전기전도도 및 투명도가 튜닝(tuning)되는 것을 특징으로 하는 유기태양전지.
The organic solar cell of claim 1, wherein the graphene oxide is tuned in electrical conductivity and transparency through a reduction treatment.
제1항에 있어서, 상기 산화 그라핀은 플라즈마 처리를 통해 전기전도도 및 투명도가 튜닝(tuning)되는 것을 특징으로 하는 유기태양전지.
The organic solar cell of claim 1, wherein the graphene oxide is tuned in electrical conductivity and transparency through a plasma treatment.
제1항에 있어서, 상기 산화 그라핀은 금속 나노입자 또는 금속 산화물의 첨가를 통해 전기전도도 및 투명도가 튜닝(tuning)되는 것을 특징으로 하는 유기태양전지.
The organic solar cell of claim 1, wherein the graphene oxide is tuned in electrical conductivity and transparency through addition of metal nanoparticles or metal oxides.
제6항에 있어서, 상기 첨가되는 금속 나노입자는 금(Au), 은(Ag), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 철(Fe), 에르븀(Eb), 유로퓸(Eu) 나노입자 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기태양전지.
The metal nanoparticle to be added is gold (Au), silver (Ag), titanium (Ti), platinum (Pt), palladium (Pd), aluminum (Al), copper (Cu), chromium ( Organic solar cell, characterized in that any one selected from Cr), nickel (Ni), iron (Fe), erbium (Eb), europium (Eu) nanoparticles.
제6항에 있어서, 상기 첨가되는 금속 산화물은 산화 티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기태양전지.
The organic solar cell of claim 6, wherein the metal oxide to be added is one selected from titanium oxide (TiO 2 ) and zinc oxide (ZnO).
제1항에 있어서, 상기 산화 그라핀은 유기물의 첨가를 통해 전기전도도 및 투명도가 튜닝(tuning)되는 것을 특징으로 하는 유기태양전지.
The organic solar cell of claim 1, wherein the graphene oxide is tuned in electrical conductivity and transparency through addition of an organic material.
제1항에 있어서, 상기 기판은 유연성 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 유기태양전지.
The organic solar cell of claim 1, wherein the substrate is formed of a flexible material.
제10항에 있어서, 상기 기판은 그라핀(Graphene)을 화학증기증착(CVD)하여 형성한 CVD 그라핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기태양전지.
The organic solar cell of claim 10, wherein the substrate comprises CVD graphene formed by chemical vapor deposition (CVD) of graphene.
제10항에 있어서, 상기 기판은 PDMS(polydimethylsiloxane)로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기태양전지.
The organic solar cell of claim 10, wherein the substrate is made of polydimethylsiloxane (PDMS).
제1항의 전극 구조체를 구비하여 제조된 전기 광학 소자.
An electro-optical device manufactured with the electrode structure of claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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