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Fluorine Plasma Effects of Graphene Oxide Films as Interfacial Layer in Organic Solar Cells

초록/요약

The inorganic materials such as V2O5, MoO3 and WO3 were investigated to replace PEDOT:PSS as hole transport layer (HTL) in organic electronic devices such as organic solar cells (OSCs) and organic lighting emission diodes. However, these methods require vacuum techniques that are long time process and complex. Here, we report about plasma treatment with SF6 and CF4 using reactive ion etching on reduced graphene oxide (rGO) thin films that are obtained using an eco-friendly method with vitamin C. The plasma treated rGO thin films have dipoles since they consist of covalent bonds with fluorine on the surface of rGO. This means it is possible to increase the electrostatic potential energy than bare rGO. Increased potential energy on the surface of rGO films is worth applying organic electronic devices as HTL such as OSCs. Consequently, the power conversion efficiency of OSCs increased more than the rGO films without plasma treatment.

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초록/요약

유기 태양 전지 및 유기 발광 다이오드와 같은 유기 전자소자 정공수송층에서 무기물인 바나듐, 산화몰리브덴, 삼산화텅스텐 등을 PEDOT:PSS로 대체하는 방법이 개발되었다. 그러나 이러한 방법은 시간이 오래 걸리며 복잡한 진공 기술이 필요하다. 친환경적인 방법으로 얻은 그래핀 옥사이드 박막 위에 반응성 이온 식각법을 사용하여 간단한 불소 플라즈마 처리를 함으로써 일함수를 개선하고 정공 수송층으로 사용하였다. 플라즈마 처리된 그래핀 옥사이드는 표면에 플루오린과 함께 공유결합을 이루고 있기 때문에 박막의 포텐션 에너지가 증가 한다. 증가된 에너지는 처리하지 않은 그래핀 옥사이드 박막보다 더 높은 일함수를 가지며 이는 유기 태양 전지 및 유기 발광 다이오드와 같은 유기 전자소자의 정공수송층으로 대체 할 수 있다.

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목차

Abstract i
Contents iii
Glossary of Abbreviation v
List of Figures vii
List of Tables x
CHAPTER 1. Introduction 1
CHAPTER 2. Theoretical Background 5
2. 1. Graphene oxide 5
2. 2. Organic solar cells 8
2. 2. 1. History of organic solar cells 9
2. 2. 2. Structure of organic solar cells 11
CHAPTER 3. Experimental 13
3. 1. Materials 13
3. 2. Preparation of reduced graphene oxide 13
3. 3. Fabrication of devices 15
3. 4. Characterization 16
CHAPTER 4. Results and discussion 18
CHAPTER 5. Conclusion 36
References 37
Abstract (Korean) 45
Acknowledgement 46

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