| 초록 |
대체 에너지의 필요성과 플렉시블 광전소자의 기술진보에 따라 가볍고, 휴대하기 용이한 플렉시블 유기 태양광 소자의 관심이 증대되고 있다. 플렉시블 유기 태양광 소자의 제작을 위해선 고분자 기판 및 금속 박판 형태의 플렉시블 기판 위에 투명전극을 형성해야하기 때문에 저온 성막 기술이 필수적이며, 대량 생산 체제로의 요구에 의해 prototype의 batch 공정 보다 Rolling system에 의한 연속공정으로의 전극형성기술에 관심이 고조 되고 있다. 이에 본 실험에서는 자체적으로 제작된 Roll to Roll 시스템에 스퍼터 공법을 접목하여 Roll to Roll 스퍼터 시스템을 제작하였으며, 플렉시블 유기 태양광 소자 제작을 위해 전극으로 사용할 수 있는 ITO 전극을 PET 기판에 성막하고 그 특성을 관찰하였다. 제작된 Roll to Roll 스퍼터 시스템은 표면 기판 처리용 Ion gun 을 장착하였으며, 기판의 tension 조절을 위해 Roll 부분에 센서를 부착하여 PET 기판의 tension을 조절하였다. 또 한, 기판의 온도에 따른 전극의 손상을 최소화하기 위해 cooling drum을 장착하여 기판상의 저온 성막을 가능하게 하였고, 이러한 Roll to Roll 스퍼터 시스템을 이용하여 PET 기판 상에 태양전극용 고품위 ITO anode 박막을 성막 하였다. 최초 성막 시 Roll은 정지 상태로 기판을 고정한 채 전압을 100~500W로 변화시켰으며, 최적화된 전압에서의 유입된 Ar과 O2의 조성비, 가스 유입속도, 작업압력 등의 조건 변화에 따른 ITO 박막의 특성을 분석하여 Roll to Roll 공정의 초기 최적조건을 확보하였다. 또한 Rolling 스피드를 변화시켜 각 조건에 따라 성막된 ITO anode 박막의 전기적, 광학적, 구조적 특성을 분석하였고 이에 따른 분석으로 Hall measurement, UV/Vis spectrometer, XRD, SEM 분석을 이용하였다. 상온에서 비정질 구조로 성막 되었음에도 불구하고, 최적화된 ITO 박막으로부터 25 Ohm/sq 이하의 낮은 면 저항 값과 가시광선 영역(500~550nm)에서의 83%이상의 광 투과도 값을 얻을 수 있었다. 또 한 최적화된 Rolling 스피드에서 6.44 ☓ 10-4 Ohmㆍcm의 비교적 양호한 비저항 값을 얻을 수 있었고, 이 후 막 강성 테스트를 위한 Bending Test에서 1000회 이상에서 초기 저항을 유지하는 안정된 전극을 얻을 수 있었다. Roll-to-Roll 스퍼터를 이용해 최적화된 ITO 박막 상에 유기물 태양전지를 제작하고 그 특성을 분석하였다. |
