화학공학소재연구정보센터
Applied Chemistry for Engineering, Vol.26, No.3, 275-279, June, 2015
솔벤트 도핑과 후처리 공정에 따른 전도성 고분자 PEDOT : PSS의 특성 변화
Effect of Solvent Doping and Post-Treatment on the Characteristics of PEDOT : PSS Conducting Polymer
E-mail:
초록
전도성 고분자인 poly(3,4-ethylenedioxythiophene) : poly(styrenesulfonate) (PEDOT : PSS)는 우수한 전기 전도도와 광투과도, 유연성을 가지고 있기 때문에 유기태양전지와 유기발광소자의 투명전극으로서 많은 각광을 받고 있다. PEDOT : PSS의 전기 전도도는 솔벤트를 도핑함에 따라 큰 폭으로 증가한다는 사실은 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 다양한 솔벤트의 도핑과 솔벤트 후처리 공정에 따른 PEDOT : PSS 박막의 전기 전도도와 구조적 특성 변화를 연구하였다. 솔벤트도핑으로 PEDOT : PSS의 전도도는 884 S/cm까지 증가하였고, 후처리 공정을 통해서 1131 S/cm의 전도도 값을 얻을 수 있었다. 이러한 전도도의 증가는 PSS 물질이 빠져나가거나 구조적인 재배열에 따른 전도성 PEDOT 입자의 접촉면적이 증가함에 따른 것으로 사료되고, 광학적인 방법으로 PSS의 추출을 관찰하였다. 솔벤트 후처리 공정은 PEDOT : PSS 박막의 전도도를 향상하는 매우 효과적인 방법으로 확인되었고, 저가형 플렉서블 유기전자소자의 투명전극으로써의 사용이 적합할 것으로 예상된다.
Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) : poly(styrenesulfonate) (PEDOT : PSS) has attracted a great deal of attention as a transparent conductive material for organic solar cells or organic light-emitting diodes due to its high electrical conductivity, optical transparency, and excellent mechanical flexibility. It is well known that a solvent doping for PEDOT : PSS thin-films significantly increases the conductivity of films. In this paper, the effect of various kinds of solvent doping and post-treatment on the electrical and structural properties of PEDOT : PSS thin-films is investigated. The solvent doping greatly increases the conductivity of PEDOT : PSS thin-films up to 884 S/cm. A further enhancement of the conductivity of PEDOT : PSS thin-films is achieved by the solvent post-treatment which raises the conductivity up to 1131 S/cm. The enhancement is mainly caused by the depletion of insulating PSS and forming conducting PEDOT-rich granular networks. Strong optical absorption peaks at the wavelength of 225 nm of PEDOT : PSS thin-films indicate the depletion of insulating PSS by post-treatment. We believe that the solvent post-treatment is a promising method to achieve highly conductive transparent PEDOT : PSS thin-films for applications in efficient, low-cost and flexible organic devices.
  1. Emmott CJM, Urbina A, Nelson J, Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 97, 14 (2012)
  2. Ellmer K, Nat. Photon., 6, 809 (2012)
  3. Kirchmeyer S, Reuter K, J. Mater. Chem., 15, 2077 (2005)
  4. Groenendaal BL, Jonas F, Freitag D, Pielartzik H, Reynolds JR, Adv. Mater., 12(7), 481 (2000)
  5. Kim YH, Lee J, Hofmann S, Gather MC, Muller-Meskamp L, Leo K, Adv. Funct. Mater., 23, 3763 (2013)
  6. Kim YH, Sachse C, Hermenau M, Fehse K, Riede K, Muller-Meskamp L, Leo K, Appl. Phys. Lett., 99, 113305 (2011)
  7. Kim YH, Sachse C, Machala ML, May C, Muller-Meskamp L, Leo K, Adv. Funct. Mater., 21(6), 1076 (2011)
  8. Crispin X, Jakobsson F, Crispin A, Grim P, Andersson P, Volodin A, Van Haesendonck C, Van der Auweraer M, Salaneck W, Berggren M, Chem. Mater., 18, 4354 (2006)
  9. Alemu D, Wei HY, Ho KC, Chu CW, Energy Environ. Sci., 5, 9662 (2012)
  10. Xia YJ, Sun K, Ouyang JY, Adv. Mater., 24(18), 2436 (2012)
  11. Kim N, Kee S, Lee SH, Lee BH, Kahng YH, Jo YR, Kim BJ, Lee K, Adv. Mater., 26(14), 2268 (2014)