<일본시장보고서>차세대 기능성 박막의 동향(5) ~유기기능 박막~(한국어판)
A4 28p/ 2021년 4월 21일 발간(Yano E-plus 2021년 2월호 게재내용 발췌)
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게재내용
1. 주목되는 차세대 유기기능 박막
2. 전형적인 차세대 유기기능 박막
2-1. 유기박막 태양전지(OPV)
2-2. 유기전계효과 트랜지스터(OFET)
2-3. 자기회복성 폴리머
2-4. 초분자 폴리머
3. 차세대 유기기능 박막의 시장규모 예측
그림ㆍ표1. 차세대 유기기능 박막의 일본 국내 및 세계 시장규모 예측(금액: 2020~2030년 예측)
4. 차세대 유기기능 박막과 관련된 기업・연구기관의 대응 동향
4-1. 국립대학법인 오사카대학(大阪大学)
(1) n형 유기반도체의 개발
그림1. 불소를 함유한 신규 억셉터 유닛(좌), 이것을 포함한 n형 반도체 재료의 구조(우)
그림2. FMTz를 도입한 n형 반도체 재료를 사용한 OPV의 특성
(2) 피복 유닛을 응용한 새로운 OPV
그림3. 피복효과를 가진 단분자 도선
그림4. 단분자 도선에서 얻은 태양전지 억셉터 재료
그림5. 단분자 도선 억셉터 재료에서 얻은 OPV의 전류-전압 특성
(3) 향후 구상
4-2. 국립대학법인 구마모토대학(熊本大学)
(1) 용액 중 고체-액체 계면의 2차원 자기조직화
그림6. 기판-분자 상호작용의 강약과 표면에서의 분자구조 모식도
(2) 분자 간 수소결합에서 유래한 2차원 네트워크 구조
그림7. 트리메신산(TMA)과 멜렘에서 자발 형성된 수소결합 유래 2차원 패턴구조
(3) 고체-액체 계면을 반응장으로 한 공유결합성 2차원 폴리머 구축
그림8. (상)고체-액체 계면을 반응장으로 한 공유결합성 자기조직화 구조 형성 모식도,
(하)자기조직적으로 형성된 직선 형상, 2차원 네트워크 형상 폴리머의 STM 상
(4) 화학액상성장~1・2차원 구조에서 3차원 구조로~
그림9. 화학액상성장에 의해 형성된 유기 폴리머 박막의 AFM 상과 박막의 반사 UV-vis 흡수 스펙트럼
그림10. 화학액상성장 유기 폴리머 박막의 다양한 형태의 예(나노월 구조)
4-3. 국립대학법인 도쿄대학(東京大学)(1)
그림11. MOF를 거푸집으로 사용함으로써 1분자 두께의 고분자 시트를 대량 합성한 연구 개념도
그림12. 이번 연구의 개념을 분자 레벨에서 설명한 모식도
그림13. 얻은 고분자 시트의 구조를 나타낸 AFM 관찰 결과
4-4. 국립대학법인 도쿄대학(東京大学)(2)
(1) 이온에서 전자를 제어하여 금속성 고분자를 실현
그림14. (a)일반적인 이온교환의 원리, b)이번 연구에서 발견된 고분자 반도체에서의 이온교환 도핑의 원리
(2) 고분자 반도체에서 분자도핑과 입체장애의 상관관계 규명
그림15. 틈 사이즈를 제어한 결정성 고분자 반도체 PNDTBT-4C16과 PNDTBT-C20의 화학구조와 분자집합체의 모식도
4-5. 국립대학법인 도카이국립대학기구 나고야대학(東海国立大学機構 名古屋大学)
그림16. 전해질 게이트법에 의한 전하 주입 모식도(S, D, G는 전극)
그림17. 페르체 소자를 이용한 제벡계수의 계측시스템과 사용한 고분자(PBTTT) 및 전해질[DEME][TFSI] 화학구조
그림18. (좌)열전재료의 성능을 나타내는 제벡계수(상)와 발전성능(하)의 전기전도비율 의존성,
(우)전기전도율(σ)의 온도의존성
그림19. 고분자 반도체 재료의 도메인구조와 분자구조의 관계
그림20. 고분자 박막의 구조 모식도와 이론적으로 계산된 분자구조
4-6. 국립연구개발법인 물질재료연구기구(NIMS)
(1) 왜 고분자 재료를 이용한 유기박막 디바이스가 요망되는가
그림21. 저분자 재료(좌)와 고분자 재료(우)를 이용하여 제작한 유기EL 구조 예
(2) 고분자 합성의 진전
그림22. 고분자 합성의 진전과 코스트의 관계
(3) 유기박막태양전지의 개발
그림23. 고분자 말단 결함과 OPV의 광전변환 특성의 관계
(4) 유기EL의 개발
그림24, C-H/C-H 탈수소형 크로스 커플링 반응에 의한 고분자의 합성 개략도
4-7. 국립대학법인 야마가타대학(山形大学)
(1) 웨어러블 디바이스에 응용 가능한 고신축성 반도체 고분자의 개발
그림25. 반도체 고분자 사슬과 엘라스토머 사슬로 이루어진 신축성 반도체 고분자 사례
(2) 저환경부하 고분자 반도체 합성 프로세스
그림26. 천이금속과 할로겐을 사용하지 않는 환경저부하형 중합계에 의한 반도체 고분자의 합성 프로세스
5. 극한의 두께에 다다르고 있는 유기 초박막의 세계
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