신규 n형 Yb 버퍼층을 적용한 유기 광 다이오드의 특성에 관한 연구
The Studies on Property of Organic Photo Diode Using a Ytterbium buffer layer in Electron Transport
- 주제(키워드) 도움말 광 다이오드 , Yb , OPD
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 오세용
- 발행년도 2016
- 학위수여년월 2016. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000059009
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
유기 광 다이오드는 빛을 검출하는 센서의 일종으로 입사되는 빛의 세기에 따라 발생하는 광전자의 양을 검출함으로써 빛의 세기를 감지하며, 역전압 에서 구동되는 소자이다. 광 다이오드의 구동 전압인 역 전압에서 누설전류를 개선시키기 위한 버퍼층의 역할은 소자의 성능을 향상시키는데 있어서 매우 중요하다. 버퍼층은 크게 p형과 n형 버퍼층으로 나뉘며 p형은 PEDOT:PSS, MoO3, NiOX, n형은 LiF, Ca, ZnO 가 널리 이용되고 있다. 본 연구에서는 신규 n형 버퍼층 (ETL: electron transport layer)을 광 다이오드의 기본구조에 적용하여 유기 광 다이오드의 누설 전류, 검출능 그리고 동적 성능 향상을 도모 하였다. 유기 광 다이오드는 P3HT (Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)): PC60BM (Phenyl-C61-butyric acid methyl ester)의 벌크 이종 접합구조 (BHJ: bulk hetero junction)를 갖는 광활성층을 기반으로 NiOx가 p형 버퍼층으로 사용되었으며 신규 물질인 ytterbium (Yb)가 ETL로 사용되었다. ETL로서 Yb를 적용한 광 다이오드는 암 전류 밀도가 크게 개선됨과 동시에 광 전류의 향상으로 인한 검출능과 동적 특성의 향상도 관찰되었다. 본 논문에서는 연구에 사용된 ETL의 물리적 화학적 분석을 통하여 유기 광 다이오드의 성능 및 안정성이 향상되는 메커니즘을 규명하는 것에 초점을 두었다.
more초록/요약
Photodiodes are widely used to convert lights into electrical signals. The conventional silicon (Si) based photodiodes boast high photoelectric conversion efficiency and detectivity. However, in general, inorganic-based photodiodes have low visible wavelength sensitivity due to their infrared wavelength absorption. Recently, electrical conducting polymer-based photodiodes have received significant attention due to their flexibility, low cost of production and high sensitivity of visible wavelength ranges. In the present work, we fabricated an organic photodiode (OPD) consisting of ITO/ NiOx/ P3HT:PC60BM/ Yb/ Al. In the OPD, a yitterbium (Yb) buffer layer was used as the electron transport layer. The OPD was analyzed for its optical-electrical measurements, including current density-voltage characteristics, detectivity and dynamic characteristics. We have investigated the physical effects of the Yb buffer layer on the performance of OPD such as its carrier extraction, leakage current and ohmic characteristics.
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