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Journal of Korean Society for Imaging Science and Technology

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  • : 계간
  • : 1226-0517
  • : 2288-9604
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수록정보
수록범위 : 1권1호(1995)~27권2호(2021) |수록논문 수 : 545
한국화상학회지
27권2호(2021년 06월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI후보

1리튬이차전지 양극 소재 성능 향상을 위한 최신 기술 동향 및 연구 전망

저자 : 박서현 ( Seohyeon Park ) , 오필건 ( Pilgun Oh )

발행기관 : 한국화상학회 간행물 : 한국화상학회지 27권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 48-57 (10 pages)

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본 논문에서 리튬이온전지용 양극 소재의 개발 동향과 함께 앞으로 필요한 양극 소재의 연구 방향을 제시한다. 현재 리튬이온 전지는 지구 환경 개선을 위한 친환경 에너지로 주목받고 있으며, 전기차와 에너지저장 시스템 등에서의 다양한 활용으로 고용량 및 고안정성 소재 개발에 초점을 맞추어 연구가 진행되고 있다. 특히, 리튬이온전지 양극 소재의 경우 전지의 가격 및 성능을 결정하기 때문에 활발한 연구가 이루어지며, 그중 높은 이론 용량을 가지는 Ni-rich 계 layered 구조의 양극 소재에 대한 연구가 집중되고 있다. 그러나, 고용량 특성을 달성하기 위한 Ni-rich 계 양극 소재는 높은 Ni 조성에 의해 비용량이 증가함에 따라 전기화학적 불안정성 또한 증가하는 문제를 가지기 때문에 활용에 한계를 가진다. 이를 해결하기 위한 방법으로 본 논문에서는 양극 소재의 표면 개질 방법과 원소치환 방법에 대해 언급하며, 이에 진일보하여 리튬이온전지의 가격 경쟁력을 확보하기 위한 양극 소재의 연구 방향을 제안한다.


This study presents the development trends of cathode materials in lithium-ion batteries and the future research direction of cathode materials. Currently, lithium-ion batteries have been focused on improving the global environment, and research of lithium-ion batteries continues to concentrate on increasing the capacity and stability as lithium-ion battery application focus moves towards electric vehicles and energy storage systems. The study of cathode materials is considered important in determining the property and cost of lithium-ion batteries. Among such studies, researchers have concentrated on layered structure cathode materials with a high theoretical capacity. However, applying Ni-rich cathodes as a means to achieve high capacity has limited utilization because the high Ni composition in cathode materials causes increasing electrochemical instability during the charge process. In order to solve this problem, this study presents the ideas about the research method of surface modification and atomic substitution, suggesting a novel future research direction for cathode materials to ensure the price competitiveness of lithium-ion batteries.

KCI후보

2곁가지 티올을 사용한 페로브스카이트 양자점의 리간드 교환 연구

저자 : 유성민 ( Sung-min Yoo ) , 이명훈 ( Myong-hoon Lee ) , 하성민 ( Sung-min Ha ) , 장인수 ( In-su Jang ) , 이범주 ( Bumjoo Lee )

발행기관 : 한국화상학회 간행물 : 한국화상학회지 27권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 58-64 (7 pages)

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패로브스카이트 양자점의 리간드 교환을 통해 절대양자효율과 안정성이 향상되는 현상에 대해 연구를 수행하였다. 이를 위해 곁가지 구조를 가지는 리간드로서 2-ethylhexyl thioglycolate를 사용한 표면 부동태화를 통해 올레이트 리간드를 곁가지 티올 리간드로 교환하였다. 곁가지 구조의 티올 리간드는 패로브스카이트 양자점의 Br 결함을 채워 절대양자효율이 30%에서 80%로 급격히 향상되었다. 또한 용액상에서 안정성이 우수하고 필름 평가에서도 광학 특성이 향상됨을 확인하였다. FT-IR 분석을 통해 티올 리간드가 올레이트 리간드를 떼어내고 패로브스카이트 양자점 표면에 붙음을 확인하였고 XRD 분석을 통해 교환된 티올 리간드가 결정 구조를 변형시키지 않음을 확인하였다.


We studied the ligand exchange effect of the perovskite quantum dot (PeQD) to improve the quantum efficiency and stability. Firstly, the oleate ligand of PeQD was exchanged with a branched thiol ligand, 2-ethylhexyl thioglycolate, by using a surface passivation method. It was believed that the branched thiol ligand filled the Br defect of PeQD, which dramatically improved the quantum efficiency from 30% to 80%. In addition, it was found that the dispersion stability in solution was excellent and the optical properties were improved in film as well. FT-IR analyses confirmed that the thiol ligand replaced the oleate ligand and firmly adhered to the PeQD surface, and the thiol ligand did not change the crystal structure, which was further confirmed through XRD analyses.

KCI후보

3고분자 절연막과 계면을 이루는 도너-억셉터형 반도체성 고분자 박막의 전기적 특성

저자 : 이주한 ( Ju-han Lee ) , 김도연 ( Doyeon Kim ) , 하종운 ( Jong-woon Ha ) , 윤민호 ( Minho Yoon ) , 이지열 ( Jiyoul Lee ) , 황도훈 ( Do-hoon Hwang )

발행기관 : 한국화상학회 간행물 : 한국화상학회지 27권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 65-71 (7 pages)

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본 연구에서는 새로 설계한 고분자 절연체 위에 전자 주개(Donor)-받개(Acceptor) 기반의 반도체성 공중합체인 Cyclopentadithiophene-alt-benzothiadiazole (CDT-BTZ)를 활성 반도체층으로 형성하여 제작한 고분자 반도체 전계효과 트랜지스터의 전기적 특성을 살펴보았다. 이 연구에서 제시하는 고분자 절연체 박막은 내열성과 전기절연성이 우수한 포스파젠과 멜리민 구조가 가교된 형태를 가지기 때문에 0.006 nm의 매우 평탄한 RMS 표면 거칠기를 가졌으며, 4.5 MV/cm 이상의 매우 우수한 절연강도와 1.55의 다소 낮은 유전 상수를 가진 것으로 측정되었다. 그리고, 고분자 절연막과 계면을 이루는 CDT-BTZ D-A 타입 반도체성 공중합체 박막은 2.0 x 10-3 ㎠/Vs의 선형영역 이동도와 1.0 x 10-3 ㎠/Vs의 포화영역 이동도를 갖는 것으로 측정되었다. 이를 통해, 고분자 절연체 위에 형성된 CDT-BTZ 고분자 반도체 박막은 유연 전자회로의 스위칭 소자로 쓰이기에 충분한 잠재성이 있다고 여겨진다.


In this study, the electrical properties of a polymer semiconductor field-effect transistor (PFET), where a Cyclopentadithiophene-alt-benzothiadiazole (CDT-BTZ) based electron donor-acceptor (D-A) type semiconducting copolymer layer on newly-designed polymer insulating films used as an active semiconductor layer, were investigated. The self-crosslinked polymer insulator thin-film had a very flat surface with an RMS roughness of 0.006 nm, a good dielectric strength of 4.5 MV/cm and a dielectric constant of 1.55. The CDT-BTZ based D-A type semiconducting copolymer film interfacing with the self-crosslinked polymer insulating layer was measured to have a linear region mobility of 2.0 x 10-3 ㎠/Vs and a saturation region mobility of 1.0 x 10-3 ㎠/Vs. Thus, the CDT-BTZ based D-A type semiconducting copolymer film formed on the new polymer insulating layer is believed to have sufficient potential to be used as a switching device for flexible electronic circuits.

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