KR20180131315A - 전하주입층이 포함된 전자소자 - Google Patents

전하주입층이 포함된 전자소자 Download PDF

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KR20180131315A
KR20180131315A KR1020170105608A KR20170105608A KR20180131315A KR 20180131315 A KR20180131315 A KR 20180131315A KR 1020170105608 A KR1020170105608 A KR 1020170105608A KR 20170105608 A KR20170105608 A KR 20170105608A KR 20180131315 A KR20180131315 A KR 20180131315A
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Abstract

본 발명은 전하주입층이 포함된 전자소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극 및 반도체층을 포함하는 전자소자로서, 전극 및 반도체층 사이에 전하주입층이 형성되는 데, 상기 전하주입층은 탄산수소나트륨으로 구성된 것을 특징으로 하는 전하주입층이 포함된 전자소자를 제공한다.

Description

전하주입층이 포함된 전자소자 {Electronic devices included charge injection layer}
본 발명은 전하주입층이 포함된 전자소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체층과 전극 사이에 전하주입층이 형성된 전자소자를 제공하는 데 있다.
유기전자소자는 차세대 플렉서블 디스플레이나 웨어러블 전자소자 등 고분자 기판 위에 구현되는 다양한 플렉서블 전자소자에 적용될 수 있는 가능성으로 인해 최근 활발한 연구가 이루어지고 있다. 특히 용액 상태로 공정이 가능한 고분자 반도체 재료와 절연체 재료는 향후 연속공정 (roll to roll)이 가능하여 소자의 제조비용을 획기적으로 낮출 수 있기 때문에 상업적으로 큰 장점을 보유하고 있다. 이중 용액공정이 가능한 고분자 절연체 재료는 트랜지스터의 높은 문턱전압과 구동전압을 야기하는 고분자 물질의 낮은 유전율에도 불구하고 용액공정의 장점으로 인해 최근 활발히 연구되고 있다. 그러나 유기전자소자의 구동전압이 높을 경우 높은 소비전력이 필요하며, 구동시 발생하는 높은 열로 인해서 소자의 수명을 낮출 수 있다. 유기전자소자의 구동전압은 다양한 요소에 의존하며 그중 전하의 주입에 높은 저항이 존재하면 이로 인해서 구동전압이 상승할 수 있다. 예를 들면 OLED의 소자의 경우 구동전압이 전하의 주입저항에 의존하여 전하주입층에 도핑을 통해서 구동전압을 크게 낮춘 사례가 있다. 따라서 유기전자소자의 전하의 주입저항을 낮추어 주는 연구가 활발히 진행되고 있다.
대표적인 것으로 상기한 문제를 해결하기 위한 선행기술로는 한국등록특허 제0807558호를 들 수 있는 데, 상기 문헌은 소스/드레인 전극의 상부에 N형 유기반도체와 동일한 성분의 유기물과 금속염의 혼합물로 구성된 혼합물을 도포하여 접촉 저항을 줄이는 기술에 관한 것이다. 이를 달성하기 위한 구체적인 구성으로는 기판; 상기 기판 상에 위치한 게이트 전극; 상기 게이트 전극을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 위치한 게이트 절연막; 상기 게이트 절연막 상의 일부 영역에 서로 이격되어 위치하는 소오스/드레인 전극; 상기 소오스/드레인 전극 상에 위치하고, 유기물과 금속염을 포함하는 혼합층; 및 상기 혼합층을 포함하는 기판 상에 위치하는 N형 유기반도체층으로 구성된다.
상기 기술을 적용하면 수나노 미터 정도의 매우 얇은 층의 금속염 중간층을 삽입하여 접촉저항을 효과적으로 낮출 수 있는 효과가 발생된다. 그러나 상기 기술은 소스/드레인 전극과 유기반도체의 접촉저항을 줄이기 위한 N형 유기반도체와 동일한 성분의 유기물과 금속염의 혼합물을 진공 증착공정으로 제조하기 때문에 전하주입 전극 중 한쪽 전극에만 선택적으로 금속염을 도포하는 것이 매우 어렵거나 불가능하고, 모든 공정이 고진공 증착 챔버에서 이루어져서 작업공정이 번거롭고 제조원가가 많이 소요되어 비경제적이다. 또한 CS2C03 등의 유기염을 기반으로하는 전하주입층은 공기중에서 안정성이 떨어져서 유기전자소자의 장수명 안정성을 저하시키는 원인이 되기도 한다. 특히 P형 전하주입층에 비해서 N형 전하주입층의 개발이 상대적으로 미흡하며 공기안정성도 낮은 실정이다.
그러므로 박막트랜지스터나 OLED 등을 비롯한 다양한 전자소자에 폭넓게 쓰이기 위해서는 용액공정이나 인쇄공정을 통해 간편하게 도포할 수 있고, 재료의 가격이 싸며, 공기 중에서 안정적인 N형 전하주입층에 대한 연구가 절실히 요구되는 실정이다.
한국등록특허 제0807558호, 한국등록특허 제1101479호, 한국등록특허 제0647660호
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 목적은 반도체층이 포함된 전자소자에서 전극과 반도체층간 접촉저항을 낮출 수 있는 전자소자를 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 목적은 전자소자의 구동전압을 낮추어 소비전력을 저하시킬 수 있는 전자소자를 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 목적은 전하주입층이 형성된 전자소자를 제조하는 데 있어 환경 친화적이어서 제조시 안전성에 문제가 없으며 저렴한 생산비용으로 제조할 수 있는 전자소자를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 전자소자 중 Power conversion efficiency (PCE, 태양전지효율)가 향상된 유기박막 태양전지를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 전자소자 중 높은 외부 양자효율(EQE)을 나타내는 유기포토 다이오드를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 전자소자 중 높은 발광 세기 및 우수한 발광 효율을 나타내는 유기발광 다이오드(OLED)를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 전극 및 반도체층을 포함하는 전자소자로서, 전극 및 반도체층 사이에 전하주입층이 형성되는 데, 상기 전하주입층은 탄산수소나트륨으로 구성된 것을 특징으로 하는 전하주입층이 포함된 전자소자를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 전하주입층은 탄산수소나트륨을 증류수 및 2-메톡시에탄올에 0.1~10질량%로 용해 후 형성하는 것을 특징으로 하는 전하주입층이 포함된 전자소자를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 전하주입층은 PEI가 더 포함된 것을 특징으로 하는 전하주입층이 포함된 전자소자를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 전하주입층의 두께는 0.1~10nm인 것을 특징으로 하는 전하주입층이 포함된 전자소자를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 전자소자는 OLED, OPV, 유기포토 다이오드, 페로브스카이드 태양전지, 유기박막 태양전지 유기박막트랜지스터, 산화물박막트랜지스터, CNT 트랜지스터, MoS2 트랜지스터, 퀀텀닷 트랜지스터로 이루어진 군에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전하주입층이 포함된 전자소자를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 위치한 서로 이격되어 위치하는 소스/드레인 전극; 상기 소스/드레인 전극 상에 형성된 전하주입층; 상기 전하주입층을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 위치한 반도체층; 상기 반도체층 상의 전면에 위치하는 게이트 절연층; 및 상기 게이트 절연층 상에 위치한 게이트 전극을 포함하되, 상기 전하주입층은 탄산수소나트륨으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전하주입층이 포함된 박막트랜지스터를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 전하주입층은 탄산수소나트륨을 증류수 및 2-메톡시에탄올에 0.1~10질량%로 용해 후 형성하는 것을 특징으로 하는 전하주입층이 포함된 박막트랜지스터를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 전하주입층은 PEI가 더 포함된 것을 특징으로 하는 전하주입층이 포함된 박막트랜지스터를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 전하주입층의 두께는 0.1~10nm인 것을 특징으로 하는 전하주입층이 포함된 박막트랜지스터를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 인듐 틴 옥사이드(ITO)가 투명전극으로 형성된 기판; ITO 기판 상에 ZnO 나노입자 용액을 이용한 고체 박막; 상기 고체박막 상에 이루어진 전하주입층; 상기 전하주입층 상에 형성된 광활성층; 상기 광활성층 상에 형성된 정공주입층; 및 상기 정공주입층 상에 형성된 전극으로 이루어지되, 상기 전하주입층은 상기 전하주입층은 탄산수소나트륨으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기박막 태양전지를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 전하주입층은 탄산수소나트륨을 증류수 및 2-메톡시에탄올에 0.1~10질량%로 용해 후 형성하는 것을 특징으로 하는 유기박막 태양전지를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 전하주입층은 PEI가 더 포함된 것을 특징으로 하는 유기박막 태양전지를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 인듐 틴 옥사이드 (ITO)가 투명전극으로 형성된 기판; ITO 기판 상에 형성된 정공주입층; 상기 고체박막 상에 이루어진 전하주입층; 상기 전하주입층 상에 형성된 광활성층; 상기 광활성층 상에 형성된 전하주입층; 및 상기 전하주입층 상에 형성된 전극으로 이루어지되, 상기 전하주입층은 탄산수소나트륨으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기포토 다이오드를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 전하주입층은 탄산수소나트륨을 증류수 및 2-메톡시에탄올에 0.1~10질량%로 용해 후 형성하는 것을 특징으로 하는 유기포토 다이오드를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 전하주입층은 PEI가 더 포함된 것을 특징으로 하는 유기포토 다이오드를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 유기발광 다이오드(OLED)에 있어서, EIL(Electron Inject Layer)과 전극 사이에 전하주입층이 형성되되, 상기 전하주입층은 탄산수소나트륨으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 전하주입층은 탄산수소나트륨을 증류수 및 2-메톡시에탄올에 0.1~10질량%로 용해 후 형성하는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 전하주입층은 PEI가 더 포함된 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드를 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 전하주입층의 두께는 0.1~10nm인 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드를 제공한다.
본 발명에 따른 전하주입층이 포함된 전자소자 및 박막트랜지스터는 나노 미터 정도의 매우 얇은 (0.1 ~ 50 나노미터) 탄산수소나트륨 층을 전하주입전극과 유기반도체 층 사이에 삽입하여 접촉저항을 효과적으로 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 전하주입층이 포함된 전자소자는 전자소자의 구동전압을 낮추어 소비전력을 저하시키는 효과가 있다.
또한, 전하주입층이 포함된 전자소자는 전하주입층으로 탄산수소나트륨을 활용하는 경우 다른 전하주입층에 비해서 환경 친화적이고, 가격이 매우 싼 장점이 있으며, 전하 주입 저항을 기존과 대비하여 약 1/10 수준으로 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 전하주입층이 포함된 전자소자로 유기박막 태양전지를 제조할 수 있는 데, 이 경우 Power conversion efficiency (PCE, 태양전지효율)가 향상될 수 있다.
또한, 전하주입층이 포함된 전자소자로 유기포토 다이오드를 제조할 수 있는 데, 이 경우 높은 외부 양자효율(EQE)을 보이며, 기존에 보고된 LiF, BaCl2 및 CsF 등의 층간층 물질을 삽입하는 것과 비교하여서도 더 우수하거나 거의 유사한 성능을 갖는다.
또한, 전하주입층이 포함된 전자소자로 유기발광 다이오드(OLED)를 제조할 수 있는 데, 이 경우 높은 발광 세기를 보여주며, 우수한 발광 효율을 나타내는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 박막트랜지스터를 제조 공정도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 박막트랜지스터의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 IOT 전극상에 전하주입층을 형성 후 탄산수소나트륨이 전극표면에 존재함을 확인할 수 있는 xps 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 IOT 전극에 CsF 및 탄산수소나트륨을 전하주입층을 형성한 후 일함수 변화를 나타낸 것이다.
도 5는 실시예 1~실시예 3 및 비교예 1~비교예 3의 전이곡선 그래프를 나타낸 것이다.
도 6은 실시예 1~실시예 3 및 비교예 1~비교예 3의 접촉저항 향상도를 그래프로 나타낸 것이다.
도 7은 실시예 4 및 비교예 4로 제조된 PTB7:PCBM 유기태양전지의 전류-전압 특성 곡선 및 파장에 따른 외부양자효율 곡선을 나타낸 것이다.
도 8은 유기포토 다이오드의 구조를 나타낸 것이다.
도 9는 실시예 5로 제조된 유기포토 다이오드의 전류-전압 특성 곡선, 광반응율 (responsivity) 및 외부양자효율 곡선을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예 6을 통해 제조된 OLED소자의 발광 이미지이다.
도 11은 실시예 6 및 비교예 6-1 ~ 비교예 6-3으로 제조된 OLED소자의 특성 곡선을 나타낸 그래프이다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 발명은 박막을 전자주입층으로 포함한 전자소자에 적용이 가능한 것으로, 다양한 전자소자의 전자 주입성능을 향상시키기 위해서 전극과 유기반도체층 사이에 전하주입층을 삽입하는 기술로, 본 명세서 상에는 박막트랜지스터에 대하여 자세히 설명하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 반도체층과 전극이 있는 OLED, OPV, 유기포토 다이오드, 페로브스카이드 태양전지, 유기박막 태양전지, 유기박막트랜지스터, 산화물박막트랜지스터, CNT 트랜지스터, MoS2 트랜지스터, 퀀텀닷 트랜지스터 등의 전자소자에서도 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 박막트랜지스터를 제조 공정도를 나타낸 것이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 박막트랜지스터의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판을 제공하고, 상기 기판 상에 서로 이격되어 있는 소스/드레인 전극을 형성한다.
상기 기판은 n-형이나 p-형으로 도핑된 실리콘 웨이퍼, 유리기판, 폴리에테르술폰(polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르 이미드 (polyetherimide), 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌 테레프탈레이드 (polyethyeleneterepthalate), 폴리에틸렌 나프탈렌 (polyethylene naphthalate) 로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 플라스틱 필름과 인듐틴옥사이드 (indium tin oxide) 가 코팅된 유리기판 및 플라스틱 필름을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
상기 소스/드레인 전극은 Au, Al, Ag, Mg, Ca, Yb, Cs-ITO 또는 이들의 합금 중에서 선택되는 단일층으로 형성될 수 있으며, 기판과의 접착성을 향상시키기 위하여 Ti, Cr 또는 Ni과 같은 접착 금속층을 더욱 포함하여 다중층으로 형성될 수 있다. 또한 그라핀(graphene), 카본나노튜브(CNT), PEDOT:PSS 전도성 고분자 실버나노와이어(silver nanowire) 등을 이용하여 기존의 금속보다 탄성에 더욱 유연한 소자를 제조할 수 있으며 위 물질들을 잉크로 사용하여 잉크젯 프린팅 또는 스프레이 등의 인쇄공정을 이용하여 소스/드레인 전극을 제조할 수 있다. 이러한 인쇄공정을 통해서 소스/드레인 전극을 형성하며 진공공정을 배제할 수 있어서 제조비용의 절감효과를 기대할 수 있다.
상기 소스/드레인 전극 상에는 전하주입층으로 형성할 수 있는 데, 상기 전하주입층은 탄산수소나트륨으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 전하주입층은 용매로 증류수 및 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol)을 이용하여 탄산수소나트륨을 용해시킨 후에 코팅을 통해 소스/드레인 전극상에 형성시킬 수 있다.
코팅하는 방법은 특별히 제한되는 것은 아니며, 스핀코팅, 스프레이(Spray), 잉크젯(Inkjet), 플렉소그라피(Flexography), 스크린(Screen), Dip-Coating 및 Gravure 등의 방법을 통해 형성할 수 있다.
보다 구체적으로는 증류수 및 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol)을 약 5:5의 질량비율로 혼합한 후 여기에 탄산수소나트륨 0.1~10질량%가 포함되도록 혼합하여 용해시킨다. 전극상에 전하주입층의 두께는 0.1 ~ 10 nm 정도의 두께로 형성하게 되면 기대하는 효과를 얻을 수 있다.
도 3은 IOT 전극상에 전하주입층을 형성 후 탄산수소나트륨이 전극표면에 존재함을 확인할 수 있는 xps 결과를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 코팅 등을 통해 전극 상에 탄산수소나트륨을 형성하였을 때 정확히 탄산수소나트륨이 존재함을 확인할 수 있다.
상기 탄산수소나트륨을 전하주입층으로 하였을 때, 소스/드레인 전극 사이의 접촉저항을 줄일 수 있으며, 전하주입성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 탄산수소나트륨의 전하주입층 형성은 기존에 전하주입층으로 사용하던 CsF 등의 물질보다 보다 성능이 좋음을 알 수 있다.
도 4는 IOT 전극에 CsF 및 탄산수소나트륨을 전하주입층을 형성한 후 일함수 변화를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, IOT 전극 상에 전하주입층을 형성하지 않은 것, CsF 전하주입층을 형성한 것에 비해 탄산수소나트륨으로 전하주입층을 형성하였을 때 일함수 변화가 커져서 전자주입특성이 더욱 향상됨을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 전하주입층에는 탄산수소나트륨 외에 폴리에틸렌이민(Polyethylenimine (PEI))이 추가적으로 포함될 수 있다. 탄산수소나트륨과 PEI가 혼합되는 비율은 10:90 내지 90:10의 중량비율로 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 PEI는 상기 탄산수소나트륨이 전하주입층에서 전하주입 특성을 향상시키는 데 도움을 줄 수 있으며 자체적으로 전자주입 특성을 향상시킬 수도 있다.
상기 PEI의 혼합은 증류수 및 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol)을 이용하여 탄산수소나트륨을 용해시킬 때 동시에 혼합할 수 있다.
전하주입층을 형성한 이후 전하주입층 전면에 걸쳐 반도체층을 형성할 수 있다. 상기 반도체층은 유기반도체 뿐만 아니라 산화물반도체도 가능하다.
상기 유기반도체로는 N형 유기반도체 또는 P형 유기반도체를 사용할 수도 있다. 상기 N형 유기반도체는 아센계 물질, 완전 불화된 아센계 물질, 부분 불화된 아센계 물질, 부분 불화된 올리고티오펜(oligothiophene)계 물질, 플러렌(fullerene)계 물질, 치환기를 갖는 플러렌계 물질, 완전 불화된 프탈로시아닌(phthalocyanine)계 물질, 부분 불화된 프탈로시아닌계 물질, 페릴렌 테트라카르복실릭 디이미드(perylene tetracarboxylic diimide)계 물질, 페릴렌 테트라카르복실 디안하이드라이드(perylene tetracarboxylic dianhydride)계 물질, 나프탈렌 테트라카르복실릭 디이미드(naphthalene tetracarboxylic diimide)계 물질 또는 나프탈렌 테트라카르복실릭 디안하이드라이드(naphthalene tetracarboxylic dianhydride)계 물질 중에서 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 아센(acene)계 물질은 안트라센, 테트라센, 펜타센, 페릴렌 또는 코노렌 중에서 선택될 수 있다.
또한 상기 P형 유기반도체는 아센(acene), 폴리-티에닐렌비닐렌(poly-thienylenevinylene), 폴리-3-헥실티오펜(poly-3-hexylthiophen), 알파-헥사티에닐렌(α-hexathienylene), 나프탈렌(naphthalene), 알파-6-티오펜(α-6-thiophene), 알파-4-티오펜 (α-4-thiophene), 루브렌(rubrene), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리파라페닐렌비닐렌 (polyparaphenylenevinylene), 폴리파라페닐렌(polyparaphenylene), 폴리플로렌(polyfluorene), 폴리티오펜비닐렌(polythiophenevinylene), 폴리티오펜-헤테로고리방향족 공중합체(polythiophene-heterocyclicaromatic copolymer), 트리아릴아민(triarylamine)을 포함하는 물질 또는 이들의 유도체 중에서 선택될 수 있는 데, 여기서 상기 아센족 물질은 펜타센(pentacene), 페릴렌(perylene), 테트라센(tetracene) 또는 안트라센(anthracene) 중에서 어느 하나이다.
상기 반도체층은 스핀코팅, 스프레이(Spray), 잉크젯(Inkjet), 플렉소그라피(Flexography), 스크린(Screen), Dip-Coating 및 Gravure 등의 방법을 통해 전하주입층 상에 형성될 수 있다. 이는 전극 상 및 기판의 국부적인 영역에 패턴을 형성할 수 있으며, 유기반도체층 형성 후 반도체 결정성 및 안정성 등의 소자 성능을 향상시키기 위해 열처리나 광학적 노출(exposure) 등을 시행할 수 있다.
상기 반도체층의 상부에는 전면에 걸쳐서 게이트 절연층을 형성할 수 있다.
상기 게이트 절연층은 유기절연막 또는 무기절연막의 단일막 또는 다층막으로 포함되거나 유-무기 하이브리드 막으로 포함된다. 상기 유기절연막으로는 폴리메타아크릴레이트 (PMMA, polymethylmethacrylate), 폴리스타이렌(PS, polystyrene), 페놀계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리이미드와 같은 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계 고분자, p-자이리렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자, 파릴렌(parylene) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 사용한다. 상기 무기절연막으로는 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, Al2O3, Ta2O5, BST, PZT 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 사용한다.
상기 게이트 절연층 상의 일부영역에는 게이트 전극을 형성할 수 있다. 상기 게이트 전극은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al-alloy), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(Mo-alloy), 실버나노와이어(silver nanowire), 갈륨인듐유태틱(gallium indium eutectic), PEDOT;PSS 중에서 선택되는 어느 하나로 형성할 수 있다. 상기 게이트 전극은 위 물질들을 잉크로 사용하여 잉크젯 프린팅 또는 스프레이 등의 인쇄공정을 이용하여 게이트 전극을 제조할 수 있다. 이러한 인쇄공정을 통해서 게이트 전극을 형성하며 진공공정을 배제할 수 있어서 제조비용의 절감효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 전하주입층에 탄산수소나트륨이 포함된 전자소자 중 유기박막 태양전지를 제조할 수 있다.
구체적으로는 인듐 틴 옥사이드 (ITO)가 투명전극으로 형성된 유리기판을 준비한다. ITO기판을 아세톤, 이소프로필 알코올, 물로 각각 초음파 세척기에 10분간 세척후 질소 가스를 통해서 건조 시킨후 오븐에서 약 80도로 2시간 건조하여 세척 용매를 모두 제거한다.
ITO 기판위에 ZnO 나노입자 용액을 스핀코팅 공정을 통해서 속도는 2000rpm에 40 초간 코팅한다. 그후 ZnO 박막을 150 도에서 10분간 핫플레이트 위에서 열처리하여서 용매를 모두 증발 시킨 후 고체박막을 형성하였다.
상기 고체박막 위에 본 발명의 특징인 전하주입층 형성을 위해 증류수 및 2-메톡시에탄올을 1:1의 질량비율로 혼합한 후, 여기에 탄산수소나트륨을 0.2질량%가 포함되도록 혼합하였다. 혼합한 용액을 스핀코팅을 통해 ZnO위에 형성하였다. 스핀코팅은 약 3500rpm으로 제조하였으며, 두께는 약 1nm로 형성할 수 있다.
이후 광 흡수 태양전지 활성층을 형성하기 위해서 유기고분자 반도체인 전자 주게의 PTB7과 유기단분자 반도체인 전자 받게의 PCBM을 1:1의 비율로 클로로 벤젠 용매에 50 wt%로 혼합하여 용액을 제조한 후 광활성층을 형성을 위해서 스핀코팅 공정을 통해서 속도는 1000rpm에 40 초간 코팅하였으며, 박막의 두께는 약 95nm로 형성하였다.
용매를 제거하기 위해서 약 180도에서 약 15분간 핫플레이트 위에서 열처리하였다. 이때 산화를 방지하기 위해서 수분이나 공기가 없는 글로브 박스에서 열처리를 수행하였다. 그 후 정공주입층으로 PEDOT:PSS층을 5000rpm에 40 초간 코팅한 후 150 도에서 10분간 핫플레이트 위에서 열처리하였다. 박막의 두께는 30nm로 형성하였다. 마지막으로 Ag 전극을 진공증착기에서 열증착을 통해서 100 nm 두께의 전극을 형성하여 유기박막 태양전지를 완성할 수 있다.
이렇게 제조된 유기박막 태양전지는 Power conversion efficiency (PCE, 태양전지효율) 등이 향상되는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 전하주입층에 탄산수소나트륨이 포함된 전자소자 중 유기포토 다이오드를 제조할 수 있다.
인듐 틴 옥사이드 (ITO)가 투명전극으로 형성된 세척된 유리기판을 준비한다. ITO 기판위에 정공주입층으로 PEDOT:PSS층을 5000rpm에 40 초간 코팅한 후 150 도에서 10분간 핫플레이트 위에서 열처리하였ㅇ으며, 막의 두께는 30nm로 형성하였다.
이후 광 흡수 태양전지 활성층을 형성하기 위해서 유기고분자 반도체인 전자 주게의 P3HT (폴리헥실 티오펜)과 유기단분자 반도체인 전자 받게의 PCBM을 1:1의 비율로 클로로벤젠 용매에 50 wt%로 혼합하여 용액을 제조한후 광활성층을 형성을 위해서 스핀코팅 공정을 통해서 속도는 1000rpm에 40 초간 코팅한다. 박막의 두께는 약 90nm로 형성하였다. 용매를 제거하기 위해서 180 도에서 15분간 핫플레이트 위에서 열처리하였다.
그 위에 본 발명의 특징인 탄산수소나트륨 박막을 전하주입층으로 형성하였는 데, 진공증착을 통해 박막을 형성할 수 있다. 고진공 챔버에서 진공 증착하여 1nm 두께의 박막을 형성하였다. 마지막으로 Al 전극을 100 nm로 진공챔버에 열증착하여 전극을 형성함으로써, 유기포토 다이오드를 제조할 수 있다.
이렇게 제조된 유기포토 다이오드는 높은 외부 양자효율(EQE)을 보이며, 기존에 보고된 LiF, BaCl2 및 CsF 등의 층간층 물질을 삽입하는 것과 비교하여서도 더 우수하거나 거의 유사한 성능을 갖는다.
또한, 본 발명은 전하주입층에 탄산수소나트륨이 포함된 전자소자 중 유기발광 다이오드(OLED)를 제조할 수 있다.
듐 틴 옥사이드 (ITO)가 투명전극으로 형성된 세척된 유리기판을 준비한다. 고분자 발광층에서, Sigma Aldrich의 PVK, PBD 및 Ir (ppy) 3를 더 이상의 정제없이 사용하였다. ITO로 코팅 된 유리 기판은 아세톤, 탈 이온수 및 이소프로판올을 비롯한 다양한 용매에서 초음파 처리하였다. 세정 후, 기판을 80 ℃의 오븐에서 2 시간 동안 건조시켰다.
PEDOT : PSS의 여과 된 용액을 60 초 동안 5000rpm에서 ITO 코팅 된 유리 기판 상에 스핀 코팅 하였다. PEDOT : PSS 필름을 150 ℃에서 15 분 동안 열처리하였다. 열처리에 의해서 필름 내의 잔류 용매을 제거한 후, 글로브 박스 내에서 발광층 도포를 위해서 하기 절차를 수행하였다.
PVK : PBD : Ir (ppy) 3 ((70:30) 질량비 : 2.4 wt.%)의 혼합 용액을 클로로 벤젠에 용해시키고 80 ℃에서 8시간 정도 교반 하였다.
0.2μm PTPE 주사기 필터를 사용하여 활성 발광 재료의 혼합 용액을 여과 한 후, 혼합 용액을 상기 기판 상에 스핀 코팅하여 필름을 형성하고 120 ℃에서 30 분 동안 핫플레이트 에서 열처리를 하였다.
고 진공 (10-6 Torr) 하에서 본 발명의 특징인 NaHCO3을 1 nm 두께로 열층착을 통해서 도포한후 Al 전극을 100 nm 두께로 증착하여 전극을 형성하였다.
소자특성 측정을 위한 패시베이션 층으로 폴리이미드를 500 nm 두께로 스핀코팅을 통해서 박막을 형성하였다. OLED 소자의 성능과 EL 스펙트럼은 전류 및 전압 소스 미터 (Keithley 4200) 및 분광 방사 측정기 (SpectraScan, PR 670)를 사용하여 측정할 수 있다.
이렇게 제조된 유기발광 다이오드는 높은 발광 세기를 보여주며, 우수한 발광 효율을 나타내는 장점이 있다.
이하 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.
실시예 1
박막트랜지스터 제조
유리기판 상에 소스/드레인 전극을 Au를 이용하여 형성하였으며,
전하주입층 형성을 위해 증류수 및 2-메톡시에탄올을 1:1의 질량비율로 혼합 후 여기에 탄산수소나트륨을 0.2질량%가 포함되도록 혼합하였다. 혼합한 용액을 스핀코팅을 통해 소스/드레인 전극상에 형성하였다. 스핀코팅은 3300rpm, 3400rpm, 3500rpm으로 각각 제조하였으며, 두께는 약 1nm로 형성하였다.
이후 반도체층을 형성하는 데 스핀코팅 공정을 통해 반도체층을 형성하며, 상기 반도체층 물질로는 DPPT-TT를 사용하였다.
반도체층 상부에는 게이트 절연층을 형성하는 데, 게이트 절연층은 PMMA 형성하였다.
상기 게이트 절연층 상에는 게이트 전극을 형성을 형성하는 데, 알루미늄(Al)을 증착에 의하여 형성하여 박막트랜지스터를 제조하였다.
실시예 2
실시예 1과 동일하게 제조하되, 반도체층 물질로 DPPT-TT을 이용하였다.
실시예 3
실시예 1과 동일하게 제조하되, 반도체층 물질로 PCBM을 이용하였다.
비교예 1 ~ 비교예 3
실시예 1 내지 실시예 3과 동일하게 박막트랜지스터를 제조하되, 전하주입층을 형성하지 않고 박막트랜지스터를 제조하였다.
도 5는 실시예 1~실시예 3 및 비교예 1~비교예 3의 전이곡선 그래프를 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 탄산수소나트륨을 전하주입층으로 활용하면 전하주입특성이 좋아져 동일한 게이트 전압하에서 전체 드레인 전류값이 높아짐을 확인할 수 있으며 이를 통해 트랜지스터의 이동도가 높아짐을 알 수 있다.
도 6은 실시예 1~실시예 3 및 비교예 1~비교예 3의 접촉저항 향상도를 그래프로 나타낸 것이다.
도 6에서 실시예 1 내지 실시예 3은 전하주입층을 3000rpm의 속도로 하여 제조한 것이다.
도 6을 참조하면, 전극상에 전하주입층의 형성 없이 Au 전극만을 이용하여 트랜지스터를 만들게 되면(도 6의 위의 그래프), 큰 접촉저항을 보이며, 전하주입특성이 좋지 못하다. 이에 따라 y축의 드레인 전류값이 낮은 특성이 있다.
이에 반해 탄산나트륨층을 형성한 소자(도 6의 아래 그래프)는 드레인 전류값이 보다 높으며, 트랜지스터 접촉저항이 향상되며 전하 주입특성이 좋아지는 것을 확인할 수 있다.
실시예 4
유기박막 태양전지 제조
인듐 틴 옥사이드 (ITO)가 투명전극으로 형성된 유리기판을 준비한다. ITO기판을 아세톤, 이소프로필 알코올, 물로 각각 초음파 세척기에 10분간 세척후 질소 가스를 통해서 건조 시킨후 오븐에서 약 80도로 2시간 건조하여 세척 용매를 모두 제거한다.
ITO 기판위에 ZnO 나노입자 용액을 스핀코팅 공정을 통해서 속도는 2000rpm에 40 초간 코팅한다. 그후 ZnO 박막을 150 도에서 10분간 핫플레이트 위에서 열처리하여서 용매를 모두 증발 시킨 후 고체박막을 형성하였다.
상기 고체박막 위에 본 발명의 특징인 전하주입층 형성을 위해 증류수 및 2-메톡시에탄올을 1:1의 질량비율로 혼합한 후, 여기에 탄산수소나트륨을 0.2질량%가 포함되도록 혼합하였다. 혼합한 용액을 스핀코팅을 통해 ZnO위에 형성하였다. 스핀코팅은 약 3500rpm으로 제조하였으며, 두께는 약 1nm로 형성하였다.
이후 광 흡수 태양전지 활성층을 형성하기 위해서 유기고분자 반도체인 전자 주게의 PTB7과 유기단분자 반도체인 전자 받게의 PCBM을 1:1의 비율로 클로로 벤젠 용매에 50 wt%로 혼합하여 용액을 제조한 후 광활성층을 형성을 위해서 스핀코팅 공정을 통해서 속도는 1000rpm에 40 초간 코팅하였으며, 박막의 두께는 약 95nm로 형성하였다.
용매를 제거하기 위해서 약 180도에서 약 15분간 핫플레이트 위에서 열처리하였다. 이때 산화를 방지하기 위해서 수분이나 공기가 없는 글로브 박스에서 열처리를 수행하였다. 그 후 정공주입층으로 PEDOT:PSS층을 5000rpm에 40 초간 코팅한 후 150 도에서 10분간 핫플레이트 위에서 열처리하였다. 박막의 두께는 30nm로 형성하였다. 마지막으로 Ag 전극을 진공증착기에서 열증착을 통해서 100 nm 두께의 전극을 형성하여 유기박막 태양전지를 완성하였다.
비교예 4
비교 실험을 위해 전하주입층이 없는 유기박막 태양전지를 실시예 4와 동일하게 실시하되 전하주입층 형성없이 박막을 형성하여 유기박막 태양전지를 완성하였다.
도 7은 실시예 4 및 비교예 4로 제조된 PTB7:PCBM 유기태양전지의 전류-전압 특성 곡선 및 파장에 따른 외부양자효율 곡선을 나타낸 것이다.
표 1은 실시예 4 및 비교예 4로 제조된 PTB7:PCBM 유기태양전지의 성능을 요약한 것이다.
Structure Jsc(mA/㎠) Voc(V) FF(%) PCE(%)
실시예 4 ZnO/PTB7 18.10 0.73 67.68 8.98
비교예 4 ZnO/interfacial/PTB7 16.46 0.74 62.88 7.72
도 7 및 표 1에서 볼 수 있듯이, PTB7:PCBM 유기태양전지에 본 발명에서 개발된 탄산수소나트륨층을 전자주입 층간층으로 삽입한 결과 Power conversion efficiency (PCE, 태양전지효율)가 7.72 %에서 8.98 %로 향상된 것을 확인 할 수 있다.
실시예 5
유기포토 다이오드 제조
실시예 4와 같이 인듐 틴 옥사이드 (ITO)가 투명전극으로 형성된 세척된 유리기판을 준비한다. ITO 기판위에 정공주입층으로 PEDOT:PSS층을 5000rpm에 40 초간 코팅한 후 150 도에서 10분간 핫플레이트 위에서 열처리하였다. 막의 두께는 30nm로 형성하였다.
이후 광 흡수 태양전지 활성층을 형성하기 위해서 유기고분자 반도체인 전자 주게의 P3HT (폴리헥실 티오펜)과 유기단분자 반도체인 전자 받게의 PCBM을 1:1의 비율로 클로로벤젠 용매에 50 wt%로 혼합하여 용액을 제조한후 광활성층을 형성을 위해서 스핀코팅 공정을 통해서 속도는 1000rpm에 40 초간 코팅한다. 박막의 두께는 약 90nm로 형성하였다. 용매를 제거하기 위해서 180 도에서 15분간 핫플레이트 위에서 열처리하였다.
그 위에 본 발명의 특징인 탄산수소나트륨 박막을 전하주입층으로 형성하였는 데, 고진공 챔버에서 진공 증착하여 1nm 두께의 박막을 형성하였다. 상기 실시예들과는 달리 실시예 5에서는 진공증착으로 탄산수소나트륨 박막을 형성하여서 증착공정으로 형성된 박막의 특성도 알아보았다.
마지막으로 Al 전극을 100 nm로 진공챔버에 열증착하여 전극을 형성함으로써, 유기포토 다이오드를 완성하였다.
비교예 5 ( 비교예 5-1 ~ 5-3)
비교실험을 위해서 기존에 보고된 여러가지 전자 주입 층간층인 LiF(비교예 5-1), BaCl2(비교예 5-2) 와 CsF (비교예 5-3)를 각각 1nm 두께로 열증착하여 박막을 형성하였다.
도 8은 유기포토 다이오드의 구조를 나타낸 것이며, 도 9은 실시예 5로 제조된 유기포토 다이오드의 전류-전압 특성 곡선, 광반응율 (responsivity) 및 외부양자효율 곡선을 나타낸 것이다.
도 9를 참조하면, 샘플번호 1은 본 발명에서 제시한 탄산수소나트륨이 1nm 두께로 삽입된 실시예 5로 만들어진 유기포토 다이오드(OPD)이고, 샘플번호 2, 3, 4 는 비교예 5-1, 5-2, 5-3에의 제조된 OPD의 성능을 보여주고 있다. 도 9에서 알수 있듯이 실시예 5로 제조된 OPD가 가장 뛰어난 성능을 보여주고 있다.
또한, 아래의 표 2는 실시예 5 및 비교예 5-1 ~ 비교예 5-3으로 제조된 유기포토 다이오드의 성능을 나타낸 표이다.
J photo J dark R SNR NEP D* EQE
단위 [A/㎠] [A/㎠] [mA/W] [a.u.] [W] [Jones] [%]
실시예 5 3.06.E-03 1.48.E-07 306.4 2.06.E+04 2.14.E-13 1.40.E+12 63.32
비교예 5-1 3.17.E-03 2.67.E-06 317.2 1.19.E+03 8.75.E-13 3.43.E+11 65.56
비교예 5-2 2.81.E-03 1.85.E-07 280.9 1.52.E+04 2.60.E-13 1.15.E+12 58.05
비교예 5-3 2.91.E-03 2.35.E-06 290.5 1.24.E+03 8.96.E-13 3.35.E+11 60.03
도 9 및 표 2에서 볼 수 있듯이 이 실시예로 제조된 유기포토 다이오드의에 본 발명에서 개발된 탄산수소나트륨층을 전자주입 층간층으로 삽입한 결과 63.32%의 높은 외부 양자효율 (EQE)를 보여주었으며, 기존에 보고된 층간층과 비교해서도 우수하거나 (비교예 5-2, 비교예 5-3) 거의 유사한 성능 (비교예 5-1)을 보여주었다.
실시예 6
유기발광 다이오드( OLED ) 제조
용액 - 가공 가능한 인광 OLED는 ITO / PEDOT : PSS / PVK : Ir (ppy) 3 : PBD / EIL(Electron Inject Layer) / Al 구조로 제작되었다.
상기 실시예 4와 같이 인듐 틴 옥사이드 (ITO)가 투명전극으로 형성된 세척된 유리기판을 준비한다. 고분자 발광층에서, Sigma Aldrich의 PVK, PBD 및 Ir (ppy) 3를 더 이상의 정제없이 사용하였다. ITO로 코팅된 유리 기판은 아세톤, 탈 이온수 및 이소프로판올을 비롯한 다양한 용매에서 초음파 처리하였다. 세정 후, 기판을 80 ℃의 오븐에서 2 시간 동안 건조시켰다.
PEDOT : PSS의 여과 된 용액을 60 초 동안 5000rpm에서 ITO 코팅된 유리 기판 상에 스핀 코팅 하였다. PEDOT : PSS 필름을 150 ℃에서 15 분 동안 열처리하였다. 열처리에 의해서 필름 내의 잔류 용매을 제거한 후, 글로브 박스 내에서 발광층 도포를 위해서 하기 절차를 수행하였다.
PVK : PBD : Ir (ppy) 3 ((70:30) 질량비 : 2.4 wt.%)의 혼합 용액을 클로로 벤젠에 용해시키고 80 ℃에서 8시간 교반 하였다.
0.2μm PTPE 주사기 필터를 사용하여 활성 발광 재료의 혼합 용액을 여과 한 후, 혼합 용액을 상기 기판 상에 스핀 코팅하여 필름을 형성하고 120℃에서 30분 동안 핫플레이트에서 열처리를 하였다.
고 진공 (10-6 Torr) 하에서 본 발명의 특징인 NaHCO3을 1 nm 두께로 열증착을 통해서 도포한 후 Al 전극을 100 nm 두께로 증착하여 전극을 형성하였다.
소자특성 측정을 위한 패시베이션 층으로 폴리이미드를 500 nm 두께로 스핀코팅을 통해서 박막을 형성하였다. OLED 소자의 성능과 EL 스펙트럼은 전류 및 전압 소스 미터 (Keithley 4200) 및 분광 방사 측정기 (SpectraScan, PR 670)를 사용하여 측정되었다.
비교예 6 ( 비교예 6-1 ~ 6-3)
비교실험을 위해서 기존에 보고된 LiF, BaCl2 및 CsF의 3가지 물질을 층간층으로 사용하여 비교하였다. 모두 Sigma Aldrich 사에서 구입 후 정제 없이 사용하였다. 고 진공 (10-6 Torr) 하에서 LiF( 비교예 6-1), BaCl2 (비교예 6-2) 및 CsF (비교예 6-3)을 1 nm 두께로 열층착을 통해서 도포한후 Al 전극을 100 nm 두께로 증착하여 전극을 형성하였다.
도 10은 본 발명의 실시예 6을 통해 제조된 OLED소자의 발광 이미지이다.
도 11은 실시예 6 및 비교예 6-1 ~ 비교예 6-3으로 제조된 OLED소자의 특성 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 11에서 볼 수 있듯이 OLED 소자는 본 발명의 특징인 탄산수소나트륨층을 전자주입 층간층으로 삽입한 결과 12,000 cd/m2의 가장 높은 발광 세기를 보여주었으며, 15 cd/A 및 5.5 %의 가장 우수한 발광 효율을 나타냄을 확인할 수 있었다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims (18)

  1. 전극 및 반도체층을 포함하는 전자소자로서,
    전극 및 반도체층 사이에 전하주입층이 형성되는 데,
    상기 전하주입층은 탄산수소나트륨으로 구성된 것을 특징으로 하는
    전하주입층이 포함된 전자소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전하주입층은 탄산수소나트륨을 증류수 및 2-메톡시에탄올에 0.1~10질량%로 용해 후 형성하는 것을 특징으로 하는 전하주입층이 포함된 전자소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전하주입층은 PEI가 더 포함된 것을 특징으로 하는 전하주입층이 포함된 전자소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전하주입층의 두께는 0.1~10nm인 것을 특징으로 하는 전하주입층이 포함된 전자소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전자소자는 OLED, OPV, 유기포토 다이오드, 페로브스카이드 태양전지, 유기박막 태양전지 유기박막트랜지스터, 산화물박막트랜지스터, CNT 트랜지스터, MoS2 트랜지스터, 퀀텀닷 트랜지스터로 이루어진 군에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전하주입층이 포함된 전자소자.
  6. 기판;
    상기 기판 상에 위치한 서로 이격되어 위치하는 소스/드레인 전극;
    상기 소스/드레인 전극 상에 형성된 전하주입층;
    상기 전하주입층을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 위치한 반도체층;
    상기 반도체층 상의 전면에 위치하는 게이트 절연층; 및
    상기 게이트 절연층 상에 위치한 게이트 전극을 포함하되,
    상기 전하주입층은 탄산수소나트륨으로 이루어진 것을 특징으로 하는
    전하주입층이 포함된 박막트랜지스터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전하주입층은 탄산수소나트륨을 증류수 및 2-메톡시에탄올에 0.1~10질량%로 용해 후 형성하는 것을 특징으로 하는 전하주입층이 포함된 박막트랜지스터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 전하주입층은 PEI가 더 포함된 것을 특징으로 하는 전하주입층이 포함된 박막트랜지스터.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 전하주입층의 두께는 0.1~10nm인 것을 특징으로 하는 전하주입층이 포함된 박막트랜지스터.
  10. 인듐 틴 옥사이드(ITO)가 투명전극으로 형성된 기판;
    ITO 기판 상에 ZnO 나노입자 용액을 이용한 고체 박막;
    상기 고체박막 상에 이루어진 전하주입층;
    상기 전하주입층 상에 형성된 광활성층;
    상기 광활성층 상에 형성된 정공주입층; 및
    상기 정공주입층 상에 형성된 전극으로 이루어지되,
    상기 전하주입층은 상기 전하주입층은 탄산수소나트륨으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기박막 태양전지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전하주입층은 탄산수소나트륨을 증류수 및 2-메톡시에탄올에 0.1~10질량%로 용해 후 형성하는 것을 특징으로 하는 유기박막 태양전지.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전하주입층은 PEI가 더 포함된 것을 특징으로 하는 유기박막 태양전지.
  13. 인듐 틴 옥사이드 (ITO)가 투명전극으로 형성된 기판;
    ITO 기판 상에 형성된 정공주입층;
    상기 고체박막 상에 이루어진 전하주입층;
    상기 전하주입층 상에 형성된 광활성층;
    상기 광활성층 상에 형성된 전하주입층; 및
    상기 전하주입층 상에 형성된 전극으로 이루어지되,
    상기 전하주입층은 탄산수소나트륨으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기포토 다이오드.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전하주입층은 탄산수소나트륨을 증류수 및 2-메톡시에탄올에 0.1~10질량%로 용해 후 형성하는 것을 특징으로 하는 유기포토 다이오드.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 전하주입층은 PEI가 더 포함된 것을 특징으로 하는 유기포토 다이오드.
  16. 유기발광 다이오드(OLED)에 있어서,
    EIL(Electron Inject Layer)과 전극 사이에 전하주입층이 형성되되,
    상기 전하주입층은 탄산수소나트륨으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전하주입층은 탄산수소나트륨을 증류수 및 2-메톡시에탄올에 0.1~10질량%로 용해 후 형성하는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 전하주입층은 PEI가 더 포함된 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드.
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